军事技术论文
1虚拟现实技术的概念
虚拟现实技术（Virtual Reality,缩写为 VR）又称灵境技术或幻境技术。 是一种高新的人-机界面形式。 它依托于数学、计算机科学、机械学、声学、力学、生物学、光学乃至社会科学和美学等多种学科，在计算机图形学、智能接口技术、图像处理与模式识别、多传感技术、人工智能技术、网络技术、语音处理与音响技术、高性能计算机系统和并行处理技术等基础上迅速发展起来的信息技术。 目前，该应用已涉及教育培训、科研、军事、工程设计、影视、医学、商业等众多领域，是公认的能促使社会发展巨大变化的革命性技术。
2虚拟现实技术的特征
虚拟现实系统也是由软件系统和硬件系统构成的。一个完备的虚拟现实系统应具有以下 3 个方面的本质特征：
（1）沉浸感。 VR 技术的核心内容是虚拟环境的建立，目的是获取真实环境的三维数据，并建立虚拟环境模型，实时显示三维图像，达到真实环境的虚拟图形展示。
（2）交互性。 用户与虚拟环境里各种对象相互作用，传感器是高级人机交互技术的关键，例如人取物体时，机器应对虚拟环境作相应的变化。
（3）空间想象力。VR 应用的关键是发挥主观能动性、进行创造性思维，它与多媒体技术、计算机技术的发展密切相关。
3虚拟现实技术在初级指挥院校现地演练中的应用的优势
3.1 虚拟现实技术可以突破演练时空的局限
现代战争战斗样式多种多样，根据战场条件的地形条件，分为登陆、城市、荒漠草原、渡江河、山岳丛林、高寒山地、水网稻田进攻战斗等。 按照战斗时间，可分为昼间、夜间进攻等。 由于院校教学的时间和场地相对固定， 要在真实的时空环境中进行上述战斗样式的演练，势必要耗费大量的时间和金钱，这对于院校教学而言并不现实。 然而利用虚拟现实技术， 在空间上可以实现逼真的各种形态的地形地貌、植被地标等地理环境，在时间上也可以实现白昼、夜暗的自由设定。
3.2 虚拟现实技术可以突破演练气候的局限
真实的战场环境离不开一定的天候气象背景，而天气状况作为战斗地域内最不稳定的因素，也是影响战斗成败的重要因素之一。 巧妙利用天候气象条件获取战斗胜利的战例亦是不胜枚举。真实战场环境中可能遭遇的天气状况多种多样，有常见的阴、晴、雨、雾、雪等，也有少见的风暴、雷暴等。 在现地教学过程中，课时安排相对固定，各种天气状况的出现具有随机性， 难以开发针对各种天气状况的教学课程。
虚拟现实技术可以模拟出各种各样的天候气象状况，并且可以实时改变气象条件，增强了演练的导调手段。
3.3 虚拟现实技术可以突破演练装备的局限
随着科学技术的不断发展，各军兵种的高新技术武器装备不断涌现，并迅速投入到实战中来。 这些高新武器通常有着强大的杀伤力和破坏力，且训练和使用成本极其昂贵。 初级指挥学院的专业方向设置固定，教学器材种类单一，诸多武器装备难以为院校配备，使得院校装备水平和部队装备水平形成鸿沟。 此外，院校配备的部分武器装备存在训练成本高，杀伤威力大，实弹演练十分危险，难以在现地演练中实际操作和使用的问题。利用虚拟现实技术，院校难以配备的武器装备，以及已经配备了，却不敢实兵实弹应用的装备也可以通过模拟仿真器材进行训练和演练。
3.4 虚拟现实技术可以突破演练兵力的局限
现代步兵分队执行任务的形式日趋多样化，既有在上级编成内完成作战任务， 也有与其他兵种分队协同或者独立遂行多种作战任务。
信息化条件下的局部战争多军种、 多兵种参与的联合作战将成为主流，作战人员编成或大或小，或单一或复杂，灵活性极大。 我军初级指挥院校都属于兵种专业院校， 受军兵种单一和教学规模固定的限制，传统现地演练的战术背景十分简单，难以实现多军兵种、多样化战斗任务的实兵演练。 虚拟现实技术可以实现海陆空二炮等多军兵种，可大可小的兵力和火力编成， 使得在院校培养学员形成联合作战的意识，以及培养遂行多样战斗任务的实践能力成为可能。
3.5 虚拟现实技术可以突破演练气氛的局限
传统现地演练通常利用空包弹、TNT、发烟罐、发烟手榴弹等设施营造战场氛围，虽然具有一定的逼真效果，但其局限性也非常突出。其一是，手段较为单一，随着大量高技术武器装备投入到战场中，各种武器装备所造成的视听效果、毁伤效果多种多样，差异极大，传统手段难以再现。 其二是，传统手段危险系数较高，如 TNT 具有十分强大的爆炸力，发烟装置产生的烟雾对人的呼吸系统和消化系统具有一定的损伤力，空包弹在一定距离以内仍然有一定的杀伤力。 虚拟现实技术可以通过声、光、电等形式再现战场的各种战斗效果，并且十分安全。 受训人员在接受战场心理训练时可以免于遭受人身伤害的威胁。
4虚拟现实技术在初级指挥院校现地演练的应用途径
4.1 战场环境的虚拟实现
指挥院校的现地演练场地需要营造逼真的战场环境。战场环境通常分为自然环境和军事环境，战场自然环境主要包括地形、气象、水文等依自然规律发生的要素。 军事环境主要指交战双方军事设施、武器装备、战斗人员，以及战斗中各种火器所产生火光、扬尘、烟幕、声响等要素。 利用电子地图数据与高分辨率的卫星遥感或航空相片叠加，生成预定演练地区逼真的三维地形图解，实施无级缩放，无边界漫游，任意角度旋转等技术实现地形场景的仿真模拟。利用三维建模技术模拟各类军事设施和人员，再利用外部调用及单元分割技术将各种不动的实体模型和运动的实体模型实时组合到地形场景中，实现军事环境的模拟。利用光照和粒子系统实现一些非刚性物体（气流、尾焰、爆炸、雨雪等）和一些不规则物质的仿真模拟。
4.2 小型武器装备的虚拟实现。
小型武器装备是初级指挥院校的主要装备，所谓小型武器装备特指步兵分队中小口径武器系统，包括各种枪支、反坦克火箭、无坐力炮、迫击炮等小口径炮等。 小型武器装备的外观形态的构建方法是根据武器装备整体机构及其部件结构的三维模型，构建出所需的真实感图像。对小型武器机械动力学进行研究，掌握其运动学、动力学特性，搜集枪械出射击精度、强度及连发时的射弹散布等数据，建立数学模型，通过面向对象程序编程建立武器虚拟样机模型。当枪械扳机触发仿真武器的信号发射器，仿真子弹炮弹的运动轨迹数据及弹着点三维坐标数据进入计算机网络系统，与整个战场模拟系统合为一体，从而实时引发虚拟环境发生形态变化，并反映到显示设备上，实现人机交互。
4.3 单兵战斗动作的虚拟实现
单兵战斗动作是分队战斗中最基本的要素。单兵战斗动作的虚拟仿真实现，须具备三维图形可视化生成系统、数据服及数据手套、全封闭立体头盔显示器、 三位交互式声音合成技术、provision 高性能图形工作站、平面原地运动平台等技术手段。演练人员穿上数据服、戴上数据手套，其肢体的状态信息会输入到计算中，计算机生成的虚拟人物将复现其肢体的运动和变化，并合成到虚拟战场环境中。 三维图形可视化生成系统形成的虚拟战场图像通过全封闭立体头盔显示器展现在参演人员眼前。演练人员通过操作虚拟武器装备或者传感装置便可以与同处于虚拟环境中的实兵协同战斗或者对抗。
4.4 跨军兵种近战战术的虚拟实现
近战战术是分队战术的主要形式，也是初级指挥院校教学的核心内容。 近战战术训练系统把在地理上分散的各个学校、战术分队的多个训练模拟器和仿真器连接起来，以当前的武器系统、配置、战术和原则为基础，把陆军的近战战术训练系统、空军的合成战术训练系统、防空合成战术训练系统、野战炮兵合成战术训练系统、工程兵合成战术训练系统，通过局域网和广域网连接起来。这样的虚拟作战环境，可以使众多军事单位参与到作战模拟之中，而不受地域的限制，具有动态的分布交互作用；可以进行战术理论和作战计划的检验，并预测军事行动和作战计划的效果；可以评估武器系统的总体性能，启发新的作战思想。
5结论
虚拟现实技术被誉为"21 世纪的新科技",随着计算机科学及相关技术的发展，虚拟现实技术不断成熟，虚拟现实在未来作战和训练中的应用将越来越多，对作战训练的影响也将越来越大，可以确信虚拟现实技术发展和运用必将在我军新一轮军事变革中产生深远的影响。
及时跟踪与虚拟现实技术相关的技术的发展动态，深入研究虚拟现实技术对未来人类战争及其他领域的影响将变得越来越有必要。
参考文献:
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