魏增业 徐恒伟 刘见文

摘 要：进入21世纪以来，随着传感器技术的发展，虚拟现实技术在诸多领域得到广泛应用。采用基于虚拟现实技术研发的军事训练系统能将武器、目标、环境等各种作战因素融合在一起，将训练人员的视觉、听觉及其他感觉整合起来，并提供一个逼真的虚拟空间，受训人员通过各种必要的人机交互设备，使操作人员有身临其境的感觉，从而可以大大提高训练质量。

关键词：虚拟现实；军事训练； 应用

虚拟现实（Virtual Reality）技术简称VR技术，它集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能技术、传感技术、显示技术、网络技术等，可以在虚拟空间构成具有人机交互功能的特殊环境。对于军队来说虚拟现实技术是信息化条件下真实战场环境模拟的一种重要技术手段，对于推动和发展军事训练具有十分重要的现实意义。

一、虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术使参与者置身于虚拟世界中，环境、人像都犹如在真实场景中，其中的各种物体及现象都在相互作用。环境中的物体及特性，按照自然规律发展和变化，而人在其中有视觉、听觉、触觉、味觉和嗅觉等感觉。

（一）多感知性。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知、听觉感知之外，还有力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。

（二）沉浸性。又稱临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维立体虚拟环境中，此环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。

（三）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。这种交互的产生，主要借助于各种专用的三维交互设备。

（四）构想性。是指虚拟环境是人想象出来的，同时人沉浸在这个环境中能够获取新的知识，从而产生新的想法，因此可以用来实现一定的现实目的。虚拟现实技术具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

二、虚拟现实技术在军事训练中的应用

基于虚拟现实技术的模拟训练，它可以使受训的战士在听觉和视觉上真实地体验到战场环境的各种特征。

（一）模拟单兵武器训练

最早运用虚拟现实技术的主要军事训练领域是模拟单兵武器装备操作，因此在单兵训练系统中的应用也最为广泛和成熟。例如在军事模拟训练中，通过对战场环境图形以及战场各种声音（如炮弹的爆炸声、车辆的轰鸣声、飞机的呼啸声等）的模拟，为受训者创设一个真实立体的“战场”环境，使其产生身临其境的感觉，从而提高训练的质量和训练效益。

（二）模拟战场环境训练

虚拟现实技术可以生动地构设虚拟战场、虚拟飞行、虚拟驾驶、虚拟漫游、虚拟体育仿真等场景。虚拟战场环境是利用虚拟现实软、硬件技术，将重要战场数据，如战场地形、战场场景、战场态势、战场人员、战场武器装备等进行处理，为使用者创造出几近真实的立体战场环境，从而模拟战场中出现的各种问题。

（三）指挥员模拟指挥训练

利用虚拟现实技术，可以将整个战场态势逼真地呈现出来，设置不同的战场背景，给出不同的战场情况，指挥者可通过立体头盔、数据手套、二维操作传感器做出相应的配置和战术指挥，不同的战术方式会有不同的作战效果，像参加实战指挥一样，从而提高指挥者战技术水平。

三、虚拟现实技术对我军军事训练发展的启示

近年来随着虚拟现实技术的迅速发展和广泛应用，部队也开始认识到将虚拟现实技术运用于军事训练中可能带来的巨大优势和效能，从而开始增大对虚拟现实技术的关注和投入。通过对虚拟现实技术在美军军事训练领域应用的分析，可为部队军事训练提供一定的参考借鉴，特别是在实战化训练中发挥其潜力，进而提升能打仗、打胜仗的作战能力。

（一）重视虚拟现实技术在军事领域的运用

研究表明，对于高端VR的需求在持续增长中，着眼于未来战争作战联合化和一体化的特点，传统的集中式模拟训练很难达到高标准的训练目的，导致集中模拟训练逐步向分布式模拟训练发展，分布式模拟训练是指作战模拟训练中心通过现代化通信技术，控制作战单位及各级指挥员的模拟系统终端来实现不同地域、相同环境的模拟作战训练，有利于发现和解决实战中可能出现的问题。

（二）瞄准未来作战需求构建多维虚拟战场

用于战场环境模拟时，可以在真实战场环境中融合虚拟物体，增加或强调肉眼无法看见的环境信息，给战士提供最全面、最直观的战场状态信息。运用虚拟现实技术构建出的三维地理信息系统、二维数字地图甚至是基于视觉、听觉、触觉、力觉、味觉等多种感觉通道的环境建模等多维虚拟战场的可视化平台，使受训者“沉浸”其中，进行“实战”，将成为驾驭现代战争的理想环境，大大提高指挥员在复杂多维的战场环境下的联合作战能力和情报获取能力。

（三）将虚拟现实技术与军事训练紧密结合

应对多种安全威胁，完成多样化军事行动任务，是新世纪新阶段历史赋予我军的使命。信息化条件下的军事训练对受训者和部队快速反应能力、打击能力和对战场的心理承受能力以及恢复、适应能力要求越来越高。大力推进虚拟现实技术融入军事训练，因为虚拟现实技术的沉浸、交互和想象可以使受训者对现实战争和作战的复制、模拟和未来作战的预判和应对会与实战效果更为贴近和一致。同时，虚拟现实技术在心理学的应用研究也表明，大多数士兵在战场上心理产生的焦虑、恐惧等状态主要是因为对未知环境的陌生、不熟悉，通过虚拟现实模拟“实战”环境、武器装备操作等要素，使受训者熟悉环境和操作，产生“沉浸”感，形成真实的心理感受，在心理和技能上实现突破。

当前，虚拟现实技术已经成为信息领域中继多媒体技术、网络技术之后被广泛关注的技术之一，各大领域在虚拟现实技术的理论研究、系统开发、应用推广等方面都取得重大的进步，显示出虚拟现实技术巨大的发展潜力和广阔的应用前景。将虚拟现实技术运用于军事训练不仅可以减少训练成本，降低危险性，还可以大大提升训练、演习效果，这也让虚拟现实技术成为了仿真实战的重要手段，随着该技术的不断发展，它必然会在军事方面得到更加广泛的应用。