孫立功 趙百順 金成江

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)是指用計算機(jī)技術(shù)及相應(yīng)的硬件設(shè)備模擬出一個虛擬世界，并通過視覺、聽覺甚至觸覺等模擬，實(shí)現(xiàn)身臨其境的“真實(shí)”感官體驗和對虛擬世界元素的交互。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展歷程

最早可追溯到的虛擬現(xiàn)實(shí)概念，是1935年斯坦利溫鮑姆（Stanley G.Weinbaum）的科幻小說《皮格馬利翁的眼鏡》，小說描寫的神奇眼鏡可為佩戴者加入嗅覺、觸覺甚至現(xiàn)代實(shí)景交互等功能[1]。

30年以后，美國的Morton Heileg開發(fā)出了第一款VR頭盔設(shè)備，讓虛擬現(xiàn)實(shí)從概念變成了現(xiàn)實(shí)。在其后的幾十年里，越來越多的科學(xué)家投入到VR研究領(lǐng)域，但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更多的處在技術(shù)研究階段，發(fā)展長期緩慢。1994年日本游戲公司Sega和任天堂分別針對游戲產(chǎn)業(yè)推出了相應(yīng)的VR產(chǎn)品，VR的硬件研究進(jìn)入了一個新的發(fā)展時期。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，計算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也進(jìn)入快速發(fā)展階段。2016年以來，互聯(lián)網(wǎng)業(yè)各大巨頭紛紛進(jìn)軍VR領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也走下殿堂進(jìn)入普通消費(fèi)者的視野，在各行業(yè)迅速應(yīng)用，進(jìn)入爆發(fā)發(fā)展階段。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的突出優(yōu)勢

一是多感官沉浸性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過眼、耳、鼻、舌、身等給用戶帶來全面的視覺、聽覺、嗅覺、味覺以及觸覺等沉浸式的感受。比如通過VR看房時，通過立體環(huán)境渲染，讓看房者獲得身臨其境的感受，能看到宜居的環(huán)境、聞到花的香甜、觸到裝飾品的質(zhì)感，獲得生活其中的幸福感受。

二是多維度交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)借助鼠標(biāo)、鍵盤之外的數(shù)據(jù)手套、頭戴式顯示器、運(yùn)動追蹤器、力反饋裝置等專用多維交互設(shè)備，實(shí)現(xiàn)交互者對虛擬世界物體的操作以及獲得相應(yīng)反饋。比如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的軍事訓(xùn)練系統(tǒng)中，受訓(xùn)者在操作各種武器時可以對武器進(jìn)行拆解組裝，發(fā)射子彈時有后坐力反饋;在駕駛車輛時能夠進(jìn)行方向控制、檔位切換;當(dāng)裝備損壞時還能夠?qū)ρb備進(jìn)行維修等等。

三是真情景構(gòu)想性。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過技術(shù)和設(shè)備還原或構(gòu)建一個真實(shí)情景，可使參與者在環(huán)境刺激下取得技能、獲取信息、產(chǎn)生靈感。比如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在各種訓(xùn)練中，無論是裝備操作，還是技能訓(xùn)練，或者是決策支持，都能夠讓參與者獲得認(rèn)知，提高能力。

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大突出優(yōu)勢，使得其在爆發(fā)發(fā)展以來，迅速廣泛應(yīng)用于游戲、社交、電影、教育、電商、醫(yī)學(xué)、城市規(guī)劃及房地產(chǎn)等諸多行業(yè)。尤其是2020年突如其來的新冠疫情，對人們的生活、工作、學(xué)習(xí)都產(chǎn)生了很大的影響，盡量減少聚集成為大家的基本共識。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的各種應(yīng)用卻迎來了一個爆發(fā)增長期，數(shù)據(jù)顯示2020年2月通過貝殼APP線上VR看房日均接近35萬次，較上月環(huán)比增長了35倍[2]。在其他行業(yè)VR技術(shù)也同樣得以迅速發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用可以追溯到1962年，當(dāng)時由Morton Heilig研制的虛擬現(xiàn)實(shí)原型機(jī)“Sensorama”就被美空軍引入到模擬飛行訓(xùn)練中[3]。從那時起，美軍一直跟蹤虛擬技術(shù)的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于軍事訓(xùn)練，從單兵到指揮機(jī)構(gòu)、從單裝運(yùn)用到戰(zhàn)場環(huán)境，目前已經(jīng)具備運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)直接為實(shí)戰(zhàn)和戰(zhàn)爭服務(wù)的能力[4]。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事訓(xùn)練中的應(yīng)用

2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軍事訓(xùn)練應(yīng)用需求

一是軍事訓(xùn)練的特殊性需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。軍事訓(xùn)練的目的是提高受訓(xùn)者的指揮藝術(shù)、于軍事訓(xùn)練的特殊性，有些科目的訓(xùn)練背景、條件及環(huán)境很軍事技能和戰(zhàn)斗能力，由難重復(fù)和再現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用能夠逼真再現(xiàn)這些場景，對提高訓(xùn)練成績、提升遂行任務(wù)能力有重要意義。

二是軍事訓(xùn)練的高危性需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。軍事訓(xùn)練是一項危險的活動，在各種軍事技巧、技能訓(xùn)練，裝備操作、操控訓(xùn)練，武器彈藥、高爆炸藥等訓(xùn)練中，存在高度的危險性，稍有不慎輕者裝備損毀、人員傷殘，更有甚者危及生命以及周邊環(huán)境的安全。受訓(xùn)人員通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)接受軍事訓(xùn)練，通過考評后再進(jìn)行實(shí)裝實(shí)彈實(shí)爆訓(xùn)練必然極大的降低事故發(fā)生率和危險性。

三是軍事訓(xùn)練的殘酷性需要虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。軍事訓(xùn)練是以假想敵人為對象的，軍事訓(xùn)練的最終目的是在戰(zhàn)場上獵殺敵人獲得勝利，訓(xùn)練帶有濃烈的殘酷性和暴力性，受訓(xùn)者需要接受血與火、生與死的洗禮和考驗，才能在戰(zhàn)爭中保持頑強(qiáng)的戰(zhàn)斗意志，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，對受訓(xùn)者適應(yīng)戰(zhàn)爭的殘酷性具有重要意義。

2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我軍事訓(xùn)練中應(yīng)用方向

一是提高單兵能力的基礎(chǔ)性訓(xùn)練。單兵訓(xùn)練是軍事訓(xùn)練的基礎(chǔ)內(nèi)容，具有科目多、周期長、組織難等特點(diǎn)，此外還有兵種專業(yè)細(xì)分、武器裝備各異等區(qū)分，具有十分廣闊的應(yīng)用空間?？蓞^(qū)分單兵基礎(chǔ)科目、共同裝備，兵種專業(yè)裝備等有針對性的開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的訓(xùn)練系統(tǒng)。

二是牽引實(shí)戰(zhàn)能力的體系化訓(xùn)練。按照仗怎么打兵就怎么練的要求，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)化的作戰(zhàn)環(huán)境，進(jìn)行分布式訓(xùn)練、網(wǎng)絡(luò)化訓(xùn)練、體系化訓(xùn)練，提高體系化作戰(zhàn)和保障能力，牽引形成實(shí)戰(zhàn)能力。

三是輔助指揮決策的智能化訓(xùn)練。指揮決策訓(xùn)練是軍事訓(xùn)練的高級階段，目前我軍指揮決策經(jīng)常性訓(xùn)練主要是作業(yè)想定、兵棋推演（沙盤推演）、指揮所演習(xí)等，雖然一定程度上能夠提高指揮員指揮決策能力，但是缺少真實(shí)的作戰(zhàn)背景、殘酷的戰(zhàn)爭場景、艱苦的作業(yè)環(huán)境，指揮員形成的身心素質(zhì)、綜合能力可能多少會缺點(diǎn)剛性、血性以及理性。因此，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助決策智能化訓(xùn)練具有廣闊的空間和深遠(yuǎn)的應(yīng)用價值。

2.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我軍事訓(xùn)練中應(yīng)用效益

一是解決現(xiàn)實(shí)矛盾。2015年進(jìn)行的規(guī)模結(jié)構(gòu)和力量編成改革已基本完成，雖然新編制體制下的軍事裝備也在抓緊研制配發(fā)，然而基于新體制、新編制、新裝備的軍事訓(xùn)練和裝備配發(fā)周期性的矛盾將在一段時期內(nèi)成為常態(tài)?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的模擬訓(xùn)練系統(tǒng)能夠迅速研發(fā)，快速部署，解決現(xiàn)實(shí)矛盾。

二是解決經(jīng)濟(jì)矛盾。軍事訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)涉及教育訓(xùn)練費(fèi)、裝備維修管理費(fèi)、場地建設(shè)費(fèi)等等，訓(xùn)練經(jīng)費(fèi)開支大與有限的軍費(fèi)預(yù)算之間的矛盾很難調(diào)和，比如美軍培養(yǎng)一名戰(zhàn)斗機(jī)飛行員大約需要9千萬美元[5]?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的裝備模型等，可以重復(fù)使用，通用裝備還可以推廣使用，真正做到一次投入長期有用，帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益。

三是提高訓(xùn)練速度。無論是單裝操作訓(xùn)練還是系統(tǒng)體系訓(xùn)練，訓(xùn)練的時間成本是最昂貴的（美軍飛行員的一年的訓(xùn)練時間是300小時），而國家周邊安全環(huán)境和形勢要求我們要迅速形成體系戰(zhàn)斗能力?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的軍事訓(xùn)練，能夠?qū)崿F(xiàn)訓(xùn)練環(huán)境快速部署、訓(xùn)練裝備一鍵恢復(fù)，訓(xùn)練周期全天候、訓(xùn)練計劃無縫銜接，解決日常訓(xùn)練的實(shí)際問題以及特殊時期無法組織訓(xùn)練的難題（比如新冠期間），帶來巨大的軍事效益。

三、小結(jié)

戰(zhàn)爭的勝利取決于指揮員的指揮藝術(shù)、部隊的戰(zhàn)斗力，指揮藝術(shù)和戰(zhàn)斗力的提升主要來自軍事訓(xùn)練，信息時代的軍事訓(xùn)練勢必向著時代化、科技化和智能化的方向發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先天優(yōu)勢決定其應(yīng)用于軍事訓(xùn)練具有廣闊的前景，同時虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎的迭代更新、計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展勢必推動新時代軍事訓(xùn)練跨入新的階段。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 姚亮.虛幻引擎（UE4）技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2018.9

[2] 紅星新聞.新型“宅經(jīng)濟(jì)”持續(xù)增長，VR看房量增長數(shù)十倍[EB/OL]http：//m.sohu.com/a/388646715_116237/？pvid=000115_3w_a，2020.04.17

[3] 安興，李剛，徐林偉等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美軍模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J]電光與控制，2011（10）42-46

[4] 高博，黃昉，侯春牧.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美軍實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練中的應(yīng)用及啟示[J].國防科技，2014（3）94-97.

[5] 裝備參考.戰(zhàn)機(jī)飛行員訓(xùn)練時間，美國150小時，俄羅斯50小時，中國是多少？[EB/OL]http：//m.sohu.com/a/238763244_819742，2018.07.01