军事训练课程论文

虚拟现实技术在军事训练中的应用摘要：为应对新军事变革的挑战，以计算机为主体的数字化虚拟现实技术在军事领域得到广泛应用，并在作战指挥、军事训练和战法研究等方面取得了革命性成果，在很大程度上解决真实作战训练中难以或不能解决的问题。美军率先提出并实施了虚拟军事训练的概念，利用现在飞速发展的虚拟现实技术对士兵进行训练，让他们面对各种可能在战场上面临的情况，对于各种困境都有了一个适应，而且不存在训练的各种限制条件，完全可以根据作战需求“定制”训练环境，同时极大地减少了训练成本。关键词：虚拟现实作战模拟军事训练Abstract:Tomeetthenewmilitarytransformationchallenges,tothecomputerasthesubjectofdigitalvirtualrealitytechnologyinthemilitaryfieldgetwidelyused,andhasmaderevolutionaryachievementsinoperationalcommand,militarytrainingandtacticsresearch.Inalargeextentsolverealcombattrainingindifficultorimpossibletosolvetheproblem.U.S.firstproposedandimplementtheconceptofvirtualmilitarytraining,bynowtherapiddevelopmentofvirtualrealitytechnologytothesoldierstraining,sotheycanfaceavarietyofpossiblefaceonthebattlefield,forallkindsofdifficultieshaveaadaptation,andthereisnotrainingvariouskindsofrestrictions,canaccordingtotheoperationalrequirementcustomtrainingenvironment,alsogreatlyreducesthecostoftraining.Keywords:virtualrealitycombatsimulationmilitarytraining目录引言............................................................2一、虚拟现实的基本概念及发展历史................................31(一)桌面级虚拟现实.......................................3(二)沉浸式虚拟现实.......................................4(三)增强现实的虚拟现实...................................4(四)分布式虚拟现实.......................................4二、产生背景....................................................5三、在训练中的应用..............................................6(一)虚拟战场环境.........................................6(二)单兵模拟训练和评价...................................7(三)诸军种联合虚拟演习...................................8(四)指挥决策.............................................9(五)在新式武器研究方面...................................10(六)信息网络虚拟(欺骗)战.................................10四、优点与不足.................................................11(一)真实性..............................................11(二)经济性..............................................11(三)高效性..............................................11(四)环保性..............................................11(五)安全性..............................................11(六)培养潜在军队人员....................................12(七)不完全真实..........................................12(八)不能充分检验部队....................................12五、发展趋势与前景.............................................12参考文献.......................................................132引言随着时代的进步，装备和战法的复杂程度迅速增加，传统训练方式已经难以满足现代战争对于作战人员的要求，为了快速高效地达到训练效果，虚拟训练已经成为一个热门解决方案。进入二十一世纪，随着装备的信息化程度进一步提升，随着信息革命对未来军事的影响不断加深，以信息化为标志的新军事变革迅猛发展，高技术、新概念武器层出不穷，战争模式发生了重大变化，作战进程加快、作战反应时间缩短，对作战人员的能力、素质，对部队的战术素养、协同能力都提出了极高的要求。而且随着时代的发展，战争样式也进一步变得多样化，不再是以前单一的大兵团战役模式，非对称、小规模和反恐战争越来越成为主流。因此，传统的军事训练也越来越难以满足现代战争的需求，难以培养出能够适应未来战争的合格士兵。为应对新军事变革的挑战，以计算机为主体的数字化虚拟现实技术在军事领域得到广泛应用，并在作战指挥、军事训练和战法研究等方面取得了革命性成果，在很大程度上解决真实作战训练中的一些问题，并因其在指挥决策、训练演习和理论训练上特有的科学性、经济性、对抗性、真实性、直观性、严密性、交互性、实时性、可控性和再现性等诸多优点，引起当今各国军队的极大兴趣，被视为信息时代提高作战效能和加强军队质量建设的有效途径因此，为了解决这个问题，美军率先提出并实施了虚拟军事训练的概念，利用现在飞速发展的虚拟现实技术对士兵进行训练，让他们面对各种可能在战场上面临的情况，对于各种困境都有了一个适应，而且不存在训练的各种限制条件，甚至可以根据作战需求“定制”训练环境，同时极大地减少了训练成本。3一、虚拟现实的基本概念及发展历史虚拟现实是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域。简单地说，虚拟现实就是人们利用计算机生成一个逼真的三维视、听、嗅等感觉的虚拟环境，使人作为参与者通过自然技能使用传感设备等适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用的新技术。它是建立在自动控制技术、计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术、传感器技术及人工智能技术基础之上，本质上是一种在系统仿真技术的基础之上发展起来的高级接口技术，但是它与仿真技术有明显的区别。虚拟现实的目的是为人与实际环境之间接的交互提供一种自然的、方便的界面，即所谓的虚拟环境。虚拟环境可以给人一种进入真实环境的效果，人可以与虚拟环境交互，通过改变虚拟环境，进而实现改变实际环境的目的。像IT界其他高新技术一样，比如计算机、Internet等，这些新技术不仅是首先应用于军事领域，同时军事领域的应用需求与研究也是这些技术逐步发展成熟的决定性推动力量，VR技术也不例外，在军事训练准备中发挥着越来越重要的作用。任何一个虚拟现实系统都可以用三个“I”来描述其特性，这就是“沉浸（Immersion)”、“交互（Interaction)”和“想象（Imagination)”。这三个“I”反映了虚拟现实系统的关键特性，就是系统与人的充分交互，它强调人在虚拟现实环境中的主导作用。虚拟现实技术种类繁多，主要有：(一)桌面级虚拟现实桌面级虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，计算机的屏幕用来作为用户观察虚拟境界的一个窗口，各种外部设备如鼠标、追踪球、力矩球等用来驾驭虚拟实境，并且可以操纵在虚拟情景中的各种物体。它要求参与者使用4位置跟踪器和手控输入设备，坐在监视器前，通过计算机屏幕观察360°范围内的虚拟环境，并操纵其中的物体，但这时参与者并没有完全投入，因为他仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面级的虚拟现实最大特点是缺乏完全投入的功能，但是成本也相对低一些，应用面比较广。(二)沉浸式虚拟现实沉浸式虚拟现实系统提供完全投入的功能，使用户有一种置身虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备，把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来，提供一个新的、虚拟的感觉空间，利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身在虚拟环境中、并能全心投入和沉浸其中的感觉。(三)增强现实的虚拟现实又叫做增强现实，指不仅利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便感知的感受。这种类型虚拟现实典型的实例是战机飞行员的平视显示器，它可以将仪表读数和武器瞄准数据投射到安装在飞行员面前的穿透式屏幕上，它可以使飞行员不必低头读座舱中仪表的数据，从而可集中精力盯着敌人的飞机和导航偏差。(四)分布式虚拟现实可以看作是基于网络的虚拟现实系统，如果多个用户通过计算机网络连接在一起，同时参加一个虚拟空间，共同体验虚拟经历，那虚拟现实则提升到了一个更高的境界，这就是分布式虚拟现实系统。5目前世界上大规模使用虚拟训练的国家只有美国。美军的训练模拟始于70年代初期，在随后的发展过程中，美军的训练模拟经历了人工模拟、半自动模拟和计算机模拟的不同阶段。二、产生背景军事训练是军队生成战斗力的重要途径，也是保持和提高战斗力的有效手段，而贴近实战的训练环境才能让训练达到应有的效果。随着武器装备的飞速发展，单个军兵种已经难以适应现代化战场，甚至在军种内部也分出好多更为复杂的兵种，武器装备也越来越难以操控，一个熟练操作的战士需要好几年才能培养出来，制约训练的是昂贵的成本。虽然近年来世界各国都不同程度地提高了军费，但是仍然不能满足技术装备的需求。在冷兵器时代，所有人使用的都是简单的铁制武器，训练时用木棍就可以代替，成本低廉，资源充足，而且作战环境基本固定，一个训练场地就可以满足需求。而现在，高机动性已经成为军事行动必备的条件，部队面临的作战环境也多种多样，战场环境的复杂程度与广度也大大扩展，普通训练场已经不能模拟实际战场，而能够模拟实战的军事演习成本又过于高昂，不可能作为常规训练。因此，如何在较低成本下实现尽可能接近实战的日常训练成为一个制约军事训练的重要问题。正是在这种环境下，美军率先提出了虚拟训练的概念，利用日益发展的虚拟现实技术在“网络空间”中对士兵进行训练，进而在很大程度上克服了矛盾，提高了训练效果。6三、在训练中的应用(一)虚拟战场环境采用虚拟现实技术使受训者在视觉和听觉上真实体验战场环境、熟悉将作战区域的环境特征。演练者通过必要的设备与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验，使演练者“真正”进入形象逼真的战场。在这样的环境中，指挥员可以获得充足的战场信息，拥有决策优势，贯彻各种战术思想，体会运筹帷