军队模拟训练中VR虚拟技术的运用

　　摘    要：　军事化管理随着时代发展出现转变，当前的训练理念与管理模式不再适用新时代的军事管理需求。将VR虚拟技术应用于实际演练中，为士兵提供真实且安全的训练环境，接近实际训练，利用计算机生成虚拟环境，最大限度保证人机交互，规避士兵训练中伴随的高危险动作科目带来的影响。通过传感器进行人机交互，保证与实训同样的训练效果。本文基于VR虚拟技术，利用虚拟技术保证训练效果，解决传统训练存在的训练问题，推动VR虚拟技术在军事训练中的应用前景。

　　关键词 :      VR虚拟技术;模拟训练;训练系统;

　　Abstract：　Militarized management has changed with the development of the times, the current training concept and management mode is no longer suitable for the military management needs of the new era. Apply VR virtual technology to actual exercises to provide soldiers with a real and safe training environment that is close to actual training, computer-generated virtual environments are used to maximize human-computer interaction and avoid the impact of high-risk action subjects in soldier training. Human computer interaction through sensors, ensure the same training effect as practical training. This paper is based on VR virtual technology, using virtual technology to ensure the training effect, to solve the training problems existing in traditional training, promote the application prospect of VR virtual technology in military training.

　　Keyword：　VR virtual technology; simulation training; training system;

　　0 、引言

　　伴随着科技不断发展，随着科技类型不断增加，当前VR虚拟技术已经融入航空、国防等多领域中。在军事化的部队训练活动中，VR虚拟技术有效的应用在其中，成为有代表性的应用技术。利用VR虚拟技术进行军事训练，不但保证了训练效果与安全性，同时能够组织人员训练平时较为危险的训练内容。军事化训练是国家极为看重的内容，实际训练中都面临着经费紧张的现状。利用VR虚拟技术有效减轻实训的经费负担，将技术与模拟训练有效结合，提升训练的效果，保障国家的经济效益。
 

　　1、 VR虚拟技术在军事训练中的应用

　　1.1、 VR虚拟技术内涵

　　VR虚拟技术，属于科技领域利用计算机与传感等技术融合，形成的计算机领域的新技术。计算机技术作为VR虚拟的核心技术，能够保障真实的仿真环境生成。人们处于该环境下，不但能与环境进行交互，还可以产生影响。VR虚拟技术经历了几十年的发展，为各领域工作提供技术支撑，在军事化训练中有着极为广泛的应用[1]。

　　1.2、 国外VR虚拟技术对于军事训练的研究

　　20世纪90年代开始，国外已经针对军事化研究，对VR虚拟技术进行探索，并在此领域花费了大量的资金，在部队中投入使用。使得系统在实际部队侦查中得到充分的利用。并在训练中展现出高效经济等优势，包括现在军事领域的配置；荷兰基于物理实验室研制出导弹虚拟训练器，用于应对低空飞机发射导弹，在世界上的诸多国家都将其应用在部队训练中；美军则在20世纪80年代就开始将VR虚拟技术应用在军事领域，推动军事化领域实现革新。基于VR系统，美国建造了训练系统，通过远程的方式，将各国的仿真器连接起来，实现异地军事训练，该项技术在军事领域得到良好的应用。

　　1.3 、我国军事训练中对VR虚拟技术的应用

　　关于我国的军事化训练，追溯以往的历史训练事件。以往是使用简单的器材开展训练，后期采用激光设备与机械器材对军人提供训练。到了1996年，计算机仿真与交互网络等才开始在军事训练中得到应用。后续逐渐将其应用在军事化训练中，直至今日，军事化领域关于不同的训练内容，都基于VR虚拟技术得到良好的发展。但是从发展背景和技术相比较，我国军事训练发展，与发达国家相比较，技术水平远不及国外，在装备配置上也较为粗糙，在实际训练中更多是以训练理念为主，难以保证训练的实效性。对此，应加强VR虚拟技术在训练中的应用，加强理念与虚拟训练的结合。

　　2、 当前国内VR虚拟技术应用于军事化训练存在的问题

　　VR虚拟技术在开发过程中，涉及到大量的成本、时间以及人力物力的投入，想要实现有效开发并不容易。军事化训练相关的VR虚拟技术被开发出来后，由于需求量过大，并且生产成本过高，难以在相关产品方面进行大批量的生产；完善的训练系统需要保证系统有庞大的数据为其提供支撑，建立VR数据库，便于满足军事训练过程中，各项科目的实际需求。以陆地训练系统为例，想要完成作战任务，需要制定作战技术的数据指标，保证环境数据、敌军数据等为训练提供良好的支撑。其中地形、光线、天气等因素都是数据中要涵盖的重要内容。对于当前的系统来说，这些内容制定还不够完善，需要对数据不断的扩充，保证数据库得以完善；由于当前技术并未得到有效解决，使得当前VR技术发展存在有待解决的问题。其中关于数据的获取、模型的自由交互、对模型应用的效果评价等都有待完善，并且当前军事训练产品制造技术不成熟。导致军人在使用过程中沉浸感不强，造成实际训练模拟过程中场景、效果等不够逼真，造成实际训练与虚拟训练存在的背景差异较大；同时由于军事化实力不断发展，导致设备更新换代较快[2]。训练方面也需要紧跟军事领域发展，但是升级需要大量资金，并且涉及到的研究内容，无法针对深层次的问题进行解决，降低了设备的使用效率；此外专业的军事训练人才匮乏，在实际训练过程中，人员对于VR虚拟技术产品使用和运维并不熟悉，难以充分掌握军事化的专业技能，需要对其加强培训与评估。

　　3、 VR技术基于军队模拟训练的应用与建设

　　3.1 、VR虚拟技术开展军事模拟训练

　　(1)VR技术作为计算机模拟后的虚拟技术，能够借助计算机与传感器制造接近真实环境的虚拟环境。并通过传感器为军人带来身临其境的感受，保证使用者与虚拟环境之间形成深层面的交互，是技术与数据相互匹配形成的完美技术。本质来说是利用计算机仿真实现信息的传输，通过当下的人工智能与网络传输，结合3D技术对人机交互进行处理，属于多种技术叠加形成的综合型技术。在使用VR技术的过程中，使用者能够有效的参与到虚拟环境中，更清楚的感受到身体与周围虚拟环境的接触感受，实现对训练人员三感的刺激。VR虚拟技术具有多样性的特点，能够基于人的三感促发人们身体与周围环境产生交互，并且保证人们能够基于虚拟世界感受建立的虚拟环境。通过虚拟环境的建立，使人们有忘我的临场质感，产生身临其境的感受。人机交互指的是在实际运行过程中，能够基于虚拟环境感受到真实场景中的交互感受。例如训练人员在虚拟环境中会因为感受到虚拟环境带来的影响，从而基于感官获得与虚拟环境的交互，获取真实的感受。使用者在虚拟环境中感受的虚拟物品产生的重量，加深了交互体验效果。同时基于物理定律，虚拟物品能够产生技术自主性，使用者可以利用虚拟环境顺应着使用者发力产生相对应的变化。

　　(2)VR虚拟技术在军事模拟训练系统中，基于计算机开发相关。并通过计算机加速对图形进行处理，确保开发平台的处理技术能够对图形进行专业的处理，保证实现虚拟技术开发的同时，保证应用的效果。该技术与实际使用的成本相比较，运用VR技术处理图形能提升处理效率至少40%，更适合当前我国部队的实际需求，并且基于军事训练将有着更广泛的应用途径。VR技术在模拟训练中，通过计算机对系统加以控制，并保证使用者能够基于系统训练，对生成的视觉、触觉，以及重力感应等装置形成良好的交互。保证设备在实际训练中，能够根据使用者当前状态激发场景中三感的时效性。并及时将产生的交互信息上传到计算机平台中，结合信息传递与运行，保证系统与使用者之间产生更有效的交互。并对光源、三感等环境因素进行刺激，为体验者提供更深层次的体验感，确保使用者切实与产生的感觉融合为一体，经过专业技术与设备的使用，保证使用者能够基于训练实现完美的人机交互，达到最佳的训练效果[3]。

　　3.2 、系统开发建议

　　尽管VR技术制造的产品价格十分昂贵，并且需要投入较大的经济成本。但是在实际的军事训练系统中，VR虚拟技术的优势非常明显，在军事模拟训练中有着不可替代的作用。并且VR技术保障了训练的有效性，同时保障人员安全，在投入后为国家节约的经济效益也十分明显，对于国家军事发展有着推动作用。VR技术的应用需要保证数据库内容完善，完善数据的建设需要专门的人员对数据进行收集，并对数据进行分类整合，形成专用的数据。收集建立的数据库应保证实现企业与单位之间的数据共享，保证数据之间不存在孤岛效应。传统的军事训练中，军人需要在真实的环境中进行训练，对身体体能消耗极大，还无法保证生命安全。并且军人进行实际演练，耗费的时间也极为漫长，无论是对于军人本身还是训练都处于不利的状态。现阶段通过VR技术设置虚拟战场，能够保证军人在短时间内接触曾经接触过的场景，同时基于虚拟场景不断变化作战方案，保证不同军种都能有效参与到训练中。有助于提升领导的判断能力，并通过反复开展模拟训练，激发领导人员的思路，总结更多的训练方法。

　　3.3 、充分发挥已成熟的技术优势

　　针对于当下VR技术发展现状，利用现有的成熟技术，最大限度发挥出技术在训练中的效果，增强VR技术的实效性。对于不成熟的技术，可以预留等待后续研发。便于成熟技术在军事训练中的有效应用，保证系统处于最佳的运行状态，为军事领域发展提供帮助。虚拟技术的应用不但有效增强了军事训练效果，还能保证指挥者根据军人位置做出科学的判断，通过具体位置反馈的信息知晓当前军人处于的状况，选择最适合解决问题的方法。与军人进行有效沟通，保证军人能基于指挥官的作战方案，调整训练模式，更投入的参与到战斗中。对于设备的优化，能够保证人员配置得到合理规范。保证军人能够基于数据产生的虚拟变化，更好的开展虚拟训练。也保证人员对知识的储备，缩短学习时间，提升指挥官的判断能力。结合数据的分析，能够根据训练对器材和设备的实际消耗，真正对支出成本进行管控，减少不必要的成本投入。利用综合培养的方式，确保军人能够更灵活的使用VR技术进行训练，聘请有经验的指挥人员，为军人训练作出指导。将多种形式的战略方案推到各个军队训练中，对制度进行统筹，保证军人进一步了解VR虚拟技术训练系统[4]。

　　3.4 、完善装备的保障性建设体系

　　对于现阶段我国研发出来的VR技术产品，需要借鉴美国的研究理念。对于装备后续保障加以研究，保证设备的后续保障性建设得到制造方的保障。装备制造方从设备初期建造到报废应全程负责，这种方式不但有效的保障了装备自身的战斗力，还能基于现有装备实现长足发展。将其融合在军事模拟器建设中，利用建设观点保障模拟器后续建设存在的问题。对于日常训练出现的故障，加强维修和保养。定期为设备更换零件，保证研究与使用的有机结合，形成优势互补，推动后续建设开展。同时，为了保证设备得到有效的应用，推动军事模拟训练系统发挥作用。需要培养专业的人才队伍，确保人员具备高超的技术和知识，能够在人员实际训练过程中，为其答疑解惑。对设备构造有明确的了解，保证训练有效开展。军队应从选拔和培养两方面抓起，建立良好的培养模式，推动人才与系统实现统筹发展。

　　4 、结语

　　综上所述，VR虚拟技术的发展，为部队开展军事化模拟训练提供科技上的支撑。避免了军人在实际训练中，面对危险的环境，减少其受伤的可能性。同时基于虚拟技术，节约国家在军事化领域的开销，保证训练获得最佳的训练状态。随着VR虚拟技术继续研发，未来能够基于军事化系统训练，进一步提升我国军队的作战能力。在训练环境、效果等多项因素得到保障的基础上，为推动我国军事化科技发展提供能力，推动科技发展到更新的高度。

　　参考文献

　　[1]王晓鹏,郭俊文顾金虎,等基于虚拟现实技术的事故配电网络模拟训练系统[J]船电技术，2020(S1)-109-112.
　　[2]薛晨，刘源,张义，等虚拟现实技术在海军战位急救模拟训练中的应用[J].兵I自动化,2019(5):59-61+89.
　　[3]李力,唐昊霞基于虚拟现实技术的产钳操作模拟训练系统的研究和设计[J].科技与创新,2019(7):146-148.
　　[4]吴明瑞. VR虚拟技术在部队模拟训练系统中的应用[J]数字通信世界，2019(3):202.