虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事教育中的應(yīng)用

羅喆

【摘 要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)今世界前沿科技之一，隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展與成熟，它在軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在軍事教育中VR技術(shù)既可用于提高軍校學(xué)員的作戰(zhàn)技能，也可用于提高軍校學(xué)員的指揮藝術(shù)，避免傳統(tǒng)軍事教育模式中的諸多弊端，提高教學(xué)效率，豐富教學(xué)手段。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；軍事教育；應(yīng)用

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality ， 簡(jiǎn)稱(chēng)VR） 技術(shù)是當(dāng)今世界前沿科技之一，是一種可創(chuàng)建體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World） 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，具有沉浸性（ Immersion） 、交互性（ Interactivity） 和想象性（ Imagination）三大特征。沉浸性是VR 技術(shù)的核心，包括視覺(jué)沉浸、聽(tīng)覺(jué)沉浸、觸覺(jué)沉浸、嗅覺(jué)沉浸、味覺(jué)沉浸及身體感覺(jué)沉浸，如在軍事模擬訓(xùn)練中，通過(guò)三維戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境圖形圖像庫(kù)，為使用者創(chuàng)造一個(gè)立體的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境；交互性是VR技術(shù)最重要的特點(diǎn)，指參與者對(duì)虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)反饋，如借助于各種三維交互設(shè)備（ 如頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)等） ，參與者對(duì)于各種虛擬武器裝備的操作；想象性是VR 系統(tǒng)的目的，“通過(guò)對(duì)虛擬環(huán)境及虛擬裝備的體驗(yàn)、操作，提高對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境及武器裝備的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)，進(jìn)而提高實(shí)際的作戰(zhàn)技能”[1]。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)越來(lái)越成熟，已成為各發(fā)達(dá)國(guó)家武器裝備研發(fā)及軍事教育訓(xùn)練的重要工具，主要用于虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、進(jìn)行單兵模擬訓(xùn)練、近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練、實(shí)施諸軍兵種聯(lián)合演習(xí)等方面，20 世紀(jì)90 年代初，美國(guó)最早將VR技術(shù)用于軍事領(lǐng)域。我軍也逐漸認(rèn)識(shí)到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)從而加大了關(guān)注和投入，取得了解放軍信息工程大學(xué)“地形環(huán)境仿真系統(tǒng)”、南京模擬技術(shù)研究所研制的反坦克導(dǎo)彈分布交互式通用模擬訓(xùn)練系統(tǒng)、空軍第二航空學(xué)院研制的飛行訓(xùn)練模擬系統(tǒng)等重大成果。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事教育中的應(yīng)用

當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸被應(yīng)用于軍事教育領(lǐng)域，形成了新的教學(xué)方法——虛擬仿真教學(xué)，用于軍事學(xué)員的培養(yǎng)和訓(xùn)練。在將該技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)的過(guò)程中，我們應(yīng)該注意正確理解虛擬現(xiàn)實(shí)之真實(shí)的含義，“這里所謂‘真實(shí)包括兩層含義：虛擬的‘真實(shí)和現(xiàn)實(shí)的‘真實(shí)，虛擬‘真實(shí)的重要性在于營(yíng)造一個(gè)虛擬的‘真實(shí)情景，使學(xué)習(xí)者沉浸在虛擬場(chǎng)景中，獲得全方位的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，情景越‘真實(shí)越能促進(jìn)學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)?，F(xiàn)實(shí)‘真實(shí)的重要性在于能夠讓學(xué)習(xí)者身臨其境，親自動(dòng)手操作教學(xué)設(shè)備，獲取‘做的經(jīng)驗(yàn)，這是其他媒體所無(wú)法比擬的”[2]。

（一）VR技術(shù)可用于提高軍校學(xué)員的作戰(zhàn)技能

VR技術(shù)作為一種最新的計(jì)算機(jī)人機(jī)交互技術(shù)， 其三維圖形生成系統(tǒng)不僅能夠生成逼真的大范圍虛擬地形環(huán)境，模擬不同自然環(huán)境下如霧天、雨天、暴風(fēng)雪等各種作戰(zhàn)條件，用于軍事作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練領(lǐng)域有先天優(yōu)勢(shì)，必將成為未來(lái)部隊(duì)的主要訓(xùn)練方式，自伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)起，美軍前線作戰(zhàn)人員中八成以上接受過(guò)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)培訓(xùn)。作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練可分為實(shí)地軍事演習(xí)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)、沙盤(pán)作業(yè)、圖上作業(yè)、戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)策、計(jì)算機(jī)模擬仿真和分析模擬仿真等方面，并且可模擬各種形式的戰(zhàn)爭(zhēng)，如核大戰(zhàn)、戰(zhàn)區(qū)常規(guī)戰(zhàn)（陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)、空戰(zhàn)及合成軍作戰(zhàn)）等。計(jì)算機(jī)作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練具有仿真運(yùn)算速度快、準(zhǔn)確、科學(xué)、可靠性高、損耗代價(jià)小等特點(diǎn)， 是一種新穎而實(shí)用的模擬訓(xùn)練仿真方式，軍事院校完全可以用模擬仿真軟件實(shí)現(xiàn)武器裝備操練等軍事訓(xùn)練教學(xué)，在模擬戰(zhàn)爭(zhēng)中訓(xùn)練學(xué)員分析包括緊急決策、戰(zhàn)爭(zhēng)、戰(zhàn)爭(zhēng)升級(jí)和戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束等諸種因素，為軍校學(xué)員訓(xùn)練提供了科學(xué)方法，使其訓(xùn)練過(guò)程更為逼真地接近于實(shí)戰(zhàn)，有利于學(xué)員作戰(zhàn)技能的提高， 更有利于武器系統(tǒng)性能的改進(jìn)及效能的提高。“從發(fā)達(dá)國(guó)家軍隊(duì)的虛擬現(xiàn)實(shí)模擬實(shí)踐看，虛擬現(xiàn)實(shí)模擬可以最大限度地營(yíng)造逼真的戰(zhàn)場(chǎng)景況，模擬未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的各種可能情況，使受訓(xùn)者最大限度地貼近實(shí)戰(zhàn)鍛煉；可以為受訓(xùn)者提供各種困境、危境、絕境等高危境況，全面模擬演練各種高危險(xiǎn)性的行動(dòng)，提高處理各種危險(xiǎn)突發(fā)事件的能力” [3]。使一些抽象的概念形象化、直觀化、簡(jiǎn)單化，這樣既使沉悶的課堂變得生動(dòng)起來(lái)，又可使學(xué)員興趣盎然，彌補(bǔ)訓(xùn)練器材和場(chǎng)地不足，擺脫訓(xùn)練設(shè)備、場(chǎng)地、氣象的制約，縮短教學(xué)時(shí)間，降低訓(xùn)練成本，大大降低實(shí)彈實(shí)炮等高危訓(xùn)練的危險(xiǎn)系數(shù)，提高教學(xué)訓(xùn)練的安全性。

（二）VR技術(shù)可用于提高軍校學(xué)員的指揮藝術(shù)

實(shí)踐證明， 人類(lèi)對(duì)基于圖像、聲音等感官信息的理解能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)數(shù)字和文字等抽象信息的理解能力。20 世紀(jì)80 年代初，約翰·霍普金斯大學(xué)作戰(zhàn)分析實(shí)驗(yàn)室?guī)椭绹?guó)海軍研究出一種稱(chēng)為是研討式對(duì)策（ Seminar Gaming） 的對(duì)抗模擬方法，后來(lái)發(fā)展一種高層模擬教學(xué)方式，訓(xùn)練學(xué)員在大規(guī)模的對(duì)抗模擬中研究與分析現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)、形成作戰(zhàn)設(shè)想，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)化的、機(jī)動(dòng)靈活的訓(xùn)練，學(xué)員能夠?qū)⒅T方面軍事專(zhuān)家的知識(shí)及觀點(diǎn)結(jié)合在一起， 及時(shí)地處理實(shí)戰(zhàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。目前，美軍僅需5個(gè)月左右時(shí)間就能培養(yǎng)出既具備戰(zhàn)術(shù)專(zhuān)家素質(zhì)，又能指揮與控制所屬部隊(duì)進(jìn)行作戰(zhàn)的軍官。因此VR 技術(shù)完全可以作為我軍指揮類(lèi)院校的一種輔助教學(xué)手段，彌補(bǔ)學(xué)員沒(méi)有戰(zhàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的一種好方法?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)軍事行動(dòng)的仿真用于培養(yǎng)軍事指揮人員的戰(zhàn)略謀劃和預(yù)算等方面的能力，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)施“軍事虛擬現(xiàn)實(shí)教程”，根據(jù)偵察情況資料合成出戰(zhàn)場(chǎng)全景圖，讓受訓(xùn)學(xué)員通過(guò)傳感器裝置觀察雙方兵力部署和戰(zhàn)場(chǎng)情況，以便判斷敵情，果斷做出正確的軍事決策，提高學(xué)員在假想的情況下在信息處理或決策任務(wù)方面通過(guò)使用規(guī)劃、數(shù)據(jù)和過(guò)程來(lái)指導(dǎo)軍事行動(dòng)的軍事指揮藝術(shù)。在VR 系統(tǒng)建立的“虛擬教室”， 學(xué)員扮演著一系列的戰(zhàn)場(chǎng)局中人，學(xué)員們?cè)诘牟僮骺刂婆_(tái)前通過(guò)具有各種功能的按鈕、鍵盤(pán)、數(shù)據(jù)手套、鼠標(biāo)器、頭盔及數(shù)據(jù)服等根據(jù)當(dāng)時(shí)的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)進(jìn)行指揮決策模擬、智能分析模擬及戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境模擬。

將虛擬實(shí)驗(yàn)功能引進(jìn)軍校課堂，在講解理論的同時(shí)，利用建模軟件同步模擬戰(zhàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)、三維環(huán)境，使人產(chǎn)生身臨其境之感，顯示武器操作過(guò)程及對(duì)抗結(jié)果，復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)可視化讓軍事指揮學(xué)員更有效地制定任務(wù)計(jì)劃和演練，評(píng)估行動(dòng)路線，保持對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的認(rèn)知，有助于從虛擬武器及戰(zhàn)場(chǎng)順利地過(guò)渡到真實(shí)武器與戰(zhàn)場(chǎng)，最大限度地營(yíng)造逼真的戰(zhàn)場(chǎng)景況，模擬未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的各種可能情況，使得軍事教學(xué)好教易學(xué)，可以因材施教，靈活安排訓(xùn)練內(nèi)容，從而提高教學(xué)效率，培養(yǎng)出適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)需要的軍事指揮軍官。同時(shí)，作戰(zhàn)指揮學(xué)院及軍事指揮部門(mén)可以利用研討式VR和途徑式VR來(lái)促進(jìn)軍事指揮人員對(duì)高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)的認(rèn)識(shí)和理解，在教學(xué)中通過(guò)研究、分析、訓(xùn)練，讓學(xué)員深刻認(rèn)識(shí)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)。

四、結(jié)語(yǔ)

總之，“目前， 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被看作是僅次于互聯(lián)網(wǎng)的改變世界未來(lái)的重要技術(shù)”[4]。使用虛擬技術(shù)軍校教員可以將戰(zhàn)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)搬上屏幕，可以在“虛擬教室”中高度仿真地模擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，具有直觀性和操作性，學(xué)員可以在計(jì)算機(jī)上完成軍事技能和軍事指揮藝術(shù)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，這就避免了傳統(tǒng)教學(xué)模式中的理論學(xué)習(xí)與實(shí)戰(zhàn)的分離。而且學(xué)員在虛擬仿真情境中可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，深刻認(rèn)識(shí)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)，形成處理戰(zhàn)爭(zhēng)問(wèn)題的能力并應(yīng)用于實(shí)踐，得到及時(shí)地反饋，激發(fā)其主動(dòng)思考，這極大的提高了學(xué)員的軍事謀略和軍事素養(yǎng)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以大大提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效率，減少軍事裝備的損壞和消耗。若在日常的教學(xué)中恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，能更為直觀的將結(jié)果展現(xiàn)出來(lái)，且教學(xué)形式比較靈活，可以提高學(xué)員的戰(zhàn)斗積極性，進(jìn)而提高部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。隨著仿真技術(shù)在軍事教育中的逐漸引入，必將在軍事人才的培養(yǎng)中發(fā)揮更大的作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]安興，李剛，徐林偉，師穎.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）.

[2]吳祥恩.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教育技術(shù)課程中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育，2011，（3）.

[3]王彪，鄒煜，張穎，林德群，侯國(guó)林.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用[J]. 工兵裝備研究，2007，（5）.

[4]苗壯，李凡長(zhǎng). 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)改革研究[J].黑龍江教育，2007，（1、2）.