淺析虛擬訓(xùn)練技術(shù)在構(gòu)設(shè)訓(xùn)練環(huán)境中的運(yùn)用

■ 馬小永

所謂虛擬訓(xùn)練就是利用虛擬技術(shù)來創(chuàng)造與現(xiàn)實無限接近的虛擬世界感官環(huán)境，創(chuàng)建提供模擬實兵、實裝、實彈的虛擬環(huán)境，通過設(shè)置急、難、險、危等各種對抗局面，培訓(xùn)和提高受訓(xùn)官兵作戰(zhàn)能力的訓(xùn)練活動。

一、虛擬訓(xùn)練的基本特點(diǎn)

虛擬訓(xùn)練是利用虛擬技術(shù)模戰(zhàn)場上不同任務(wù)場景，使受訓(xùn)官兵在可進(jìn)入、可理解、可交互的“數(shù)據(jù)空間”了解并掌握現(xiàn)實中應(yīng)遵循的流程、采取的技戰(zhàn)術(shù)，為應(yīng)對真實戰(zhàn)爭做準(zhǔn)備。其特點(diǎn)主要有：

(一)訓(xùn)練環(huán)境接近現(xiàn)實。虛擬技術(shù)能夠克服許多傳統(tǒng)訓(xùn)練因氣候或場地限制無法設(shè)置環(huán)境的不足，且能夠較好地克服一般意義上模擬或仿真訓(xùn)練的內(nèi)在“缺陷”，可以設(shè)計從戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)役甚至到戰(zhàn)爭全景的各種逼真訓(xùn)練場景，受訓(xùn)官兵置身其中，在視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等方面都能更真實地感知戰(zhàn)場環(huán)境，忘我地投入訓(xùn)練，使得訓(xùn)練水準(zhǔn)更為貼近實戰(zhàn)，訓(xùn)練效果也更為明顯。

(二)訓(xùn)練過程精確可控。虛擬訓(xùn)練中，受訓(xùn)官兵通過身體感知與虛擬世界進(jìn)行自然交互，可以在一個逼真的三維虛擬世界中，與模擬系統(tǒng)自主地進(jìn)行各種身份、形式和內(nèi)容的交互，參與完成軍事對抗活動的演化，由此而獲得大量的感知體驗信息，可以較為真實地體現(xiàn)現(xiàn)實的軍事訓(xùn)練對應(yīng)的情形。訓(xùn)練進(jìn)程的可控性主要體現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實集成系統(tǒng)外的設(shè)計者和監(jiān)控者方面。對于系統(tǒng)管理人員來說，利用系統(tǒng)管理機(jī)制對訓(xùn)練前、訓(xùn)中、訓(xùn)后實施精確監(jiān)控管理。

(三)訓(xùn)練效果突出明顯。在虛擬訓(xùn)練中，受訓(xùn)人員與計算機(jī)系統(tǒng)通過信息數(shù)據(jù)的交換、加工和再造，來實時跟蹤處理在主體感官通道的輸入和輸出信息，從而直接操縱主體的感受體驗轉(zhuǎn)換，達(dá)到和實現(xiàn)訓(xùn)練效果。受訓(xùn)官兵進(jìn)行作戰(zhàn)體驗不需要動用真實的裝備器具，就能在復(fù)雜的作戰(zhàn)背景下進(jìn)行反復(fù)多次的訓(xùn)練，這樣既能提高對武器、裝備、器材的操作使用能力，又可以加深對戰(zhàn)術(shù)意圖、交戰(zhàn)規(guī)則、對抗策略等的理解，逼真的“實戰(zhàn)”氛圍能夠使受訓(xùn)官兵通過強(qiáng)烈的對抗意識，獲得處理各種戰(zhàn)場情況的切身體驗，為應(yīng)對真實戰(zhàn)爭做準(zhǔn)備。

二、虛擬訓(xùn)練是實戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練的重要形式

虛擬訓(xùn)練，具有成本低、安全性高、不受時空限制的優(yōu)勢，能很好地滿足軍事訓(xùn)練要求，已逐步成為部隊練兵備戰(zhàn)的重要手段。虛擬訓(xùn)練通過以技術(shù)支撐實戰(zhàn)化訓(xùn)練升級，是軍事訓(xùn)練的有效補(bǔ)充，通過與現(xiàn)實性訓(xùn)練緊密結(jié)合，實現(xiàn)“虛實融合”，可有效提高實戰(zhàn)水平，鍛造實戰(zhàn)能力。

(一)虛擬訓(xùn)練能夠滿足實戰(zhàn)化訓(xùn)練需求。新的時代條件下，伴隨著電腦成長起來的官兵，對虛擬訓(xùn)練有著極大的興趣。虛擬訓(xùn)練展現(xiàn)的訓(xùn)練環(huán)境是完全意義上的電子表征物，在這樣的場景中，官兵能真切地感受虛擬對象的多模態(tài)性，自主地實現(xiàn)與模擬仿真對手，或其他參訓(xùn)人員之間的交互。虛擬訓(xùn)練中的“人—機(jī)”訓(xùn)練環(huán)境，可以有效地解決了戰(zhàn)場環(huán)境模擬的逼真性和可信度問題，使受訓(xùn)人員體驗虛擬實戰(zhàn)訓(xùn)練中的緊張感與激烈感，實現(xiàn)提升受訓(xùn)人員對戰(zhàn)場環(huán)境的的感知和認(rèn)知能力。官兵通過虛擬戰(zhàn)場營造的現(xiàn)實性訓(xùn)練活動無法設(shè)置的環(huán)境，與聯(lián)合作戰(zhàn)背景無限逼近的環(huán)境條件，能極大地激發(fā)官兵真正全身心地融入其中，不斷磨煉提升適應(yīng)戰(zhàn)場、駕馭戰(zhàn)場的能力。

(二)虛擬訓(xùn)練能夠突破實戰(zhàn)化訓(xùn)練瓶頸。實戰(zhàn)化訓(xùn)練本質(zhì)特性就是具有對抗性。開展實戰(zhàn)化訓(xùn)練，參訓(xùn)人員必須在硬碰硬、實打?qū)嵉膶怪心サZ出真正的實戰(zhàn)狀態(tài)。但日常的訓(xùn)練活動中，由于受訓(xùn)練場地、訓(xùn)練器材、訓(xùn)練的準(zhǔn)備工作以及人員情緒等多種因素制約，在短時期內(nèi)實現(xiàn)對訓(xùn)練的真正突破一般相對困難。但是，虛擬訓(xùn)練環(huán)境的對抗自由度較大，往往不受主客觀條件限制，訓(xùn)練思路和程序可以根據(jù)現(xiàn)實作戰(zhàn)構(gòu)想隨機(jī)設(shè)計，能夠有效打破以往的教材化的訓(xùn)練套路，克服念腳本的劇本式演練，真正有效的突破訓(xùn)練中的瓶頸。尤其是在虛擬對抗演練過程中，通過導(dǎo)調(diào)出“情況”、設(shè)“考題”，變化出更多變局、危局，促使官兵在訓(xùn)練中多打依據(jù)大綱又高于大綱的仗，多打敵我都意想不到令人豁然開朗的仗，從而通過虛擬訓(xùn)練真正提高分析判斷能力、指揮打仗能力和靈活反應(yīng)水平。

(三)虛擬訓(xùn)練可以實現(xiàn)實戰(zhàn)化訓(xùn)練效果。與傳統(tǒng)仿真訓(xùn)練相比，虛擬訓(xùn)練通過突出對系統(tǒng)與參訓(xùn)官兵的人機(jī)接口的科學(xué)研判，提高對實際環(huán)境的相似設(shè)置，使受訓(xùn)官兵在近似實戰(zhàn)的逼真環(huán)境下得到接近真實的感知與體驗，并在這樣多次反復(fù)的過程中逐步積累經(jīng)驗，不斷地獲得關(guān)于各種可能情況下正確采取行動的感受和認(rèn)知，這種體驗可使指揮員和士兵在實戰(zhàn)中，經(jīng)歷類似于虛擬訓(xùn)練中的危機(jī)或緊急情況時，就能夠在腦海里“復(fù)現(xiàn)”訓(xùn)練時的處理過程，通過已經(jīng)形成的感受和認(rèn)知來正確而有效地應(yīng)對，從而達(dá)到實戰(zhàn)化訓(xùn)練效果。

三、運(yùn)用虛擬訓(xùn)練提高實戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練效果的基本途徑

隨著官兵信息化水平的逐步提高，虛擬訓(xùn)練將改變以前單一的訓(xùn)練模式，不斷激發(fā)官兵參與訓(xùn)練的積極性、主動性，全面提高部隊的實戰(zhàn)能力，為實現(xiàn)強(qiáng)軍目標(biāo)，建設(shè)世界一流軍隊發(fā)揮應(yīng)有的作用。

(一)建立虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)。要設(shè)計能夠滿足部隊實戰(zhàn)化訓(xùn)練需要、能夠切實提高部隊?wèi)?zhàn)斗力的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，其通常應(yīng)當(dāng)包括計算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、應(yīng)用軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等組成。建立虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，計算機(jī)是創(chuàng)建虛擬訓(xùn)練環(huán)境的重要載體，它實現(xiàn)的是人與虛擬系統(tǒng)的交互功能。輸入輸出設(shè)備則是用來實現(xiàn)用戶與軟件之間的交互，用來識別用戶各種形式的輸入，并生成實時反饋信息。應(yīng)用軟件是實現(xiàn)建立三維虛擬場景，響應(yīng)用戶的輸入，更新虛擬場景，管理虛擬訓(xùn)練數(shù)據(jù)庫，對訓(xùn)練進(jìn)行評價等功能。數(shù)據(jù)庫主要是存放三維虛擬場景模型信息、訓(xùn)練人員的個人信息、訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息以及訓(xùn)練人員的訓(xùn)練成績等信息數(shù)據(jù)。通過構(gòu)建開發(fā)適應(yīng)實戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練需要的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，讓虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

(二)開發(fā)虛擬訓(xùn)練軟件。要設(shè)計出符合部隊實戰(zhàn)需要的虛擬訓(xùn)練軟件，調(diào)動和發(fā)揮官兵參與訓(xùn)練的積極性。真正把虛擬訓(xùn)練作為實戰(zhàn)訓(xùn)練的一個重要組成部分，用好虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，扎實開展好訓(xùn)練，全面提高作戰(zhàn)能力。各級要加大對虛擬訓(xùn)練軟件系統(tǒng)的開發(fā)力度，研制出更逼真、更方便、更情節(jié)化的系統(tǒng)和類似手機(jī)APP的隨身小軟件，供無人機(jī)等遙控裝備操作人員隨時隨地訓(xùn)練。同時，在組織訓(xùn)練過程中，應(yīng)在充分尊重參訓(xùn)官兵的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)他們既把精力和熱情集中到訓(xùn)練上來，又不沉迷于游戲中，克服訓(xùn)練中容易產(chǎn)生的大意和松懈心理，以獲得更好的訓(xùn)練效果。

(三)用好虛擬訓(xùn)練方法。積極探索虛擬訓(xùn)練方法將能有效地提高實際訓(xùn)練效果。可以走開推演式研討的路子，針對訓(xùn)練內(nèi)容設(shè)計開發(fā)虛擬訓(xùn)練平臺，進(jìn)行典型戰(zhàn)例的推演和研討，以加深官兵對軍事基礎(chǔ)理論知識的理解和把握。運(yùn)用科目式訓(xùn)練方式，將訓(xùn)練內(nèi)容融入到單個訓(xùn)練科目，利用虛擬訓(xùn)練平臺進(jìn)行實戰(zhàn)化訓(xùn)練。通過建立“大型全模擬綜合戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練中心”來模擬復(fù)雜多維空間戰(zhàn)場環(huán)境，比如電磁、太空等看不見的戰(zhàn)場干擾因素，以減少士兵在真實非常規(guī)環(huán)境中對身體的損害，減少戰(zhàn)場傷亡率。運(yùn)用對抗式演練方式，以某一帶有實戰(zhàn)背景的想定為依據(jù)，根據(jù)訓(xùn)練要求，把參訓(xùn)人員分成不同的對抗小組，在近似實戰(zhàn)的虛擬環(huán)境中錘煉官兵的戰(zhàn)斗素養(yǎng)和軍人血性。通過開展紅藍(lán)對抗，利用訓(xùn)練平臺提供的交互功能和通信功能，實現(xiàn)指揮員與參訓(xùn)官兵之間通信指揮，協(xié)同各要素之間的行動，從而加深官兵對聯(lián)合作戰(zhàn)的理解。

(四)構(gòu)建虛擬訓(xùn)練評價體系。對虛擬訓(xùn)練進(jìn)行評價是檢驗訓(xùn)練效果的重要環(huán)節(jié)，不僅能更好地使訓(xùn)練系統(tǒng)得到完善，而且能促進(jìn)訓(xùn)練方法手段的改善。對虛擬訓(xùn)練的評價應(yīng)當(dāng)包括對訓(xùn)練系統(tǒng)的評價、對使用過程的評價以及對使用效能的評價三個部分。訓(xùn)練系統(tǒng)的評價主要是訓(xùn)練系統(tǒng)能否滿足訓(xùn)練的需要，能否解決實際訓(xùn)練中出現(xiàn)的問題。在訓(xùn)練過程中，官兵能否得到切身的實戰(zhàn)化訓(xùn)練體驗，并能在訓(xùn)練中實現(xiàn)能力素質(zhì)的提高。要做好對虛擬訓(xùn)練的評價，就要建立訓(xùn)練指標(biāo)體系，選擇好評價點(diǎn)，確定各評價點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)。選擇好客觀公正、科學(xué)的評價方式，切實檢驗出虛擬訓(xùn)練水平，對適合的加以運(yùn)用，對不適合的加以改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高訓(xùn)練水平。