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作者：賈耀匯 劉濟西（海軍航空兵學院）

制作：光明網(wǎng)軍事科技前沿

出品：科普中國

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR），也被稱作靈境技術(shù)，它強調(diào)人與計算機技術(shù)完美的結(jié)合。正如任何一種前沿科技都會被軍方關(guān)注并開發(fā)軍事價值一樣，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也不例外。自1968年由艾凡·薩瑟蘭教授和他的學生鮑勃·斯普勞爾研發(fā)的相關(guān)設(shè)備誕生以來，美國陸海空三軍就成了積極的虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備用戶。從美軍的現(xiàn)實應(yīng)用情況來看，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

其一，虛擬戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建。在虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中，使用者可以利用相應(yīng)的三維戰(zhàn)場環(huán)境圖像庫，包括軍事背景、戰(zhàn)地場景、武器裝備和參戰(zhàn)人員等，呈現(xiàn)出一種身臨其境的作戰(zhàn)環(huán)境，從而增強其臨場感，以提高部隊訓練質(zhì)量。換而言之，在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支撐下，虛擬戰(zhàn)場環(huán)境中的諸軍兵種聯(lián)合戰(zhàn)役訓練可以做到在不動一槍、一彈、一車的情況下，對一定區(qū)域或全區(qū)域所屬的諸軍兵種進行適時協(xié)調(diào)一致的訓練。如在阿富汗和伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍就集合了航空拍攝照片、數(shù)字地形數(shù)據(jù)及衛(wèi)星影像等信息，生成了高分辨率的作戰(zhàn)區(qū)域三維地形環(huán)境，以此訓練飛行員，大大降低了傷亡率，因為很多飛行員在實際執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)過程中發(fā)現(xiàn)，所見到的作戰(zhàn)環(huán)境與在虛擬訓練場景極為相似，

其二，訓練單兵技戰(zhàn)素養(yǎng)。早在2002年美軍就推出了單兵訓練游戲《美國陸軍》，2011年美軍推出了用于單兵訓練的模擬軟件《美國陸軍步兵訓練系統(tǒng)》（DSTS）。DSTS由美國政府投資5700萬美元開發(fā)，由全球著名的科技服務(wù)供應(yīng)商智能決策公司使用聲名顯赫的CryENGINE 3引擎進行開發(fā)。此前該引擎開發(fā)的最知名游戲就是大名鼎鼎的《孤島危機2》。在DSTS中，每個士兵背上都要背一臺定制版的筆記本電腦，頭戴虛擬現(xiàn)實頭盔，在一個能捕捉士兵動作的10英尺左右空間中進行訓練。士兵可以做出各種復(fù)雜的姿勢和動作，還可以如同在真實訓練場上一樣使用各種槍支彈藥。出于訓練的需要，DSTS還能評估士兵在虛擬戰(zhàn)場的受傷程度，并通過回訪功能觀察士兵在訓練中的表現(xiàn)。

《美國陸軍步兵訓練系統(tǒng)》（DSTS）界面

其三，訓練作戰(zhàn)指揮人員。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)正在引領(lǐng)一個人機協(xié)同與作戰(zhàn)編組的新時代。通過人機協(xié)同，計算機能夠幫助人類更好地做出決策。同時，人機作戰(zhàn)編組能夠充分利用有人平臺與無人平臺的優(yōu)勢。對此，美軍曾使用多種作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)來訓練作戰(zhàn)指揮人員。如美國海軍開發(fā)的“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心”，通過逼真模擬艦艇指揮中心，使受訓者沉浸在“真實的”作戰(zhàn)指揮中。而美軍隨后又通過設(shè)置“軍官虛擬現(xiàn)實教程”來強化對指揮官的訓練，通過5個月時間的訓練就能顯著提高指揮官技戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)。

其四，縮短武器研發(fā)周期。通過采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在武器系統(tǒng)設(shè)計的初期向軍方提供直接體驗，并隨時跟進軍方要求現(xiàn)場修改設(shè)計。例如，為將美國下一代吉拉德?R?福特級核動力航母的情況清晰地展示出來，美國諾思羅普?格魯曼造船公司使用了一種名為“快速運作虛擬現(xiàn)實”的計算機輔助虛擬環(huán)境軟件。該公司發(fā)言人瑪格麗特?米切爾?瓊斯表示，自從2005年10月以來，該公司就一直使用這種計算機輔助虛擬環(huán)境軟件，向包括項目官員、設(shè)計工程師、系統(tǒng)供應(yīng)商和其它感興趣人員在內(nèi)的觀眾展示艦船三維立體圖像，以聽取各利益相關(guān)方對設(shè)計方案的反饋建議，從而使設(shè)計方案進一步優(yōu)化。與此同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還在一定程度上縮減了武器的研發(fā)費用，如美國第四代戰(zhàn)斗機F-22和JSF在研制全周期中由于采用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)了3D數(shù)字化設(shè)計，使得研發(fā)周期縮短50%，節(jié)省研發(fā)經(jīng)費93%。

美軍士兵正在利用虛擬仿真技術(shù)進行訓練

其五，開展多軍兵種聯(lián)合軍事。在作戰(zhàn)模擬訓練中心，通過運用分布式交互仿真技術(shù)結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可控制不同地域的作戰(zhàn)單元及各級指揮終端的模擬系統(tǒng)，實現(xiàn)不用地域和環(huán)境下的作戰(zhàn)訓練。美國陸軍的“近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓練系統(tǒng)”就采用主干光纖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合分布式交互仿真，建立了一個虛擬作戰(zhàn)環(huán)境，交互仿真包括 “布雷德利”戰(zhàn)車、“艾布拉莫斯”坦克、HUM-VEES武器系統(tǒng)在內(nèi)的多種武器裝備，供作戰(zhàn)人員在人工合成環(huán)境中完成訓練任務(wù)。又如在美國智能決策公司的徒步步兵訓練系統(tǒng)中，士兵可以研究地形，與當?shù)孛癖娺M行交往，與敵人作戰(zhàn)，以及協(xié)調(diào)戰(zhàn)術(shù)等，這與現(xiàn)實世界中的軍事訓練高度相似。傳感器不斷更新戰(zhàn)士姿勢的信息，憑借這些更新的姿勢信息，戰(zhàn)士從頭盔顯示器看到的虛擬世界也相應(yīng)地發(fā)生了改變。

美國陸軍虛擬現(xiàn)實訓練系統(tǒng)

軍事與科幻密切關(guān)聯(lián)。在《安德的游戲》、《明日邊緣》、《源代碼》、《全面回憶》等科幻影視作品中，我們曾看到虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軍事價值。其基本思路就是把虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為全新的人機交互技術(shù)，通過計算機作戰(zhàn)模擬訓練、可視化未來的兵器設(shè)計、一體化戰(zhàn)場環(huán)境構(gòu)建等，實現(xiàn)虛擬軍事與現(xiàn)實軍事的交融互通。或許在未來的戰(zhàn)爭中，人類將不必親身冒險，而是在虛擬的數(shù)字空間中開展智慧對決，讓各種智能化機器人搏殺在戰(zhàn)斗前線。顯然，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的快速發(fā)展及軍事運用，必將對新一輪軍事變革產(chǎn)生影響。及時跟蹤前沿科技發(fā)展動態(tài)，深入研究其軍事應(yīng)用前景，對贏得戰(zhàn)爭未來至關(guān)重要。