立体虚拟仿真（VR）边缘融合大屏幕系统入户军队机械化师

    立体虚拟仿真（VR）边缘融合大屏幕系统入户军队机械化师

    一、为什么要建立我军的立体模拟虚拟仿真训练系统

    当前军事模拟仿真和虚拟仿真技术在军队建设实用化方面越来越受到重视。中国军队也避免不了军事虚拟仿真训练的国际化浪潮的洗礼。

    各国都面临国防预算削减、兵力削减，同时要更加努力保持其有效性的要求。中国军队在国际地位的崛起，也面临进入许多陌生国际大地区进行军事防卫的义务。这就迫切要求军事人员能够在他们可能不太熟悉或难以进入的国家和气候条件下进行作战。因此，用虚拟仿真模拟的训练演练构架支持将是十分重要的。

    各国部队对国家军事机器的训练已经开始从实物模拟军事训练思路到三维虚拟仿真军事训练思路，这是是一个军事训练思想的大变革。作为国内大屏幕环幕技术、虚拟仿真技术的优秀供应商——睿联嘉业公司专家指出：

    由于经费有限，能够承受的大范围演习的数量将越来越少。要把耗油的装甲车辆和自行火炮运送到遥远的训练场地需要昂贵的费用。磨损消耗、弹药的消耗是另一项大的花费(特别是对反坦克弹药和精确制导弹药)。军事人员的时间利用率也是需要考虑的一个重要因素。由于这些原因，仿真战斗行动的花费往往要比实际运行被仿真系统的花费少得多，特别是对那些高技术武器( 如需要进行持久训练以提高作战效能的飞机)经费可节省得多。

    在危险和敌对的环境中训练军事人员从事冒险行动的能力时，安全仍然是主要的问题。在仿真中，可不考虑外界危险来使用武器、机动车和指挥军队，而在实际中，这往往会受到限制。

    另外，对于野外的军事演习，还存在许多环境方面的问题。军队和装备的运动会对陆地、海洋和空中带来极大的损害。

    而当今在计算机及可视化技术方面的最新进展使得人们能进行更加复杂和逼真的仿真。事实上，许多人都感到，军事虚拟仿真训练场是资金投入和技术占有最迅速的领域之一。

    图：我军某机械化师建立了虚拟仿真演练战场内景图   

    二、我军的立体模拟虚拟仿真训练系统分类

    军事虚拟仿真训练场分立体和非立体。不过是否立体，都分几种类型。

    1）训练单人或人数不等的小组的作战仿真系统。

    作战效率的训练为提高单元作战技能创造了机会。包括：强化武器系统的操作训练。通过使用对虚拟仿真技术模拟输入作出响应的作战仿真系统，训练单兵或小组(作战中心)；仿真环境的应用来支持特定作战计划的制定。   

    2）系统作战虚拟仿真模拟系统。这类虚拟仿真训练中，信息受控制流程和流量规则的限制。仿真模拟由专业人员、对方成员、专门的控制人员和仲裁人员共同进行，这类仿真模拟大多数是封闭式的模拟。由于它常常需要专用的设备和专业人员，因而费用比较高。

    3）野外演习虚拟仿真模拟系统。在这种模拟中，兵力和地理环境都是仿真实的，敌人是模拟的，它通常用来训练人数众多的军队，作战行动的真实性与费用是连在一起的。

    作战行动的真实性和仿真模拟的抽象程度是呈反比关系。解析模型和计算机仿真比它们所模拟的真实行动抽象得多。每类作战模拟都处在基于公式的仿真和使用作战部队的模拟之间。开发者和用户常常强调，要有统一的应用范围。

    三、我军建立立体模拟虚拟仿真训练系统的考量

    1）费用承受能力──虚拟仿真作战演练场成本的节省程度。包括费用、效益及系统和仿真费用的比例。

    2）可评估能力──虚拟仿真作战演练场提供的手段适合于训练(教育)或分析任务的程度。

    3）数据的可适用性和数据库结构──数据以标准格式产生和使用程度。

    4）效率──通常指完成一次模拟所需的时间，这对于大型网络或需要实时运行的训练系统或比实时运行要求还高的决策支持来说，是非常关键的。

    5）逼真度、分辨率或详细程度──仿真中对象的描述程度。

    6）人力需要──为保障虚拟仿真或模拟运行所需要的人员。

    7）可修改性和可维护性──虚拟仿真系统能被修改的容易程度。

    8）可移植性──虚拟仿真在不同环境下适合运行的能力。

    9）可靠性──硬件或软件正常运行的概率。

    10）可改善程度──通过虚拟仿真和模拟进行教育和训练，改善人员素质的程度。

    11）标准化──特殊的仿真遵守标准的数量，它包括硬件的按口，软件的开发和数据库的设计。

    11）用户友好性──不经过训练就能使用虚拟仿真系统的程度。对于计算机辅助训练系统，应该懂得用户可能没有时间来熟悉掌握复杂的界面。对于对抗模拟支持系统，一个繁琐的用户界面会严重损害所要达到的目的。

    12）有效性──描述关键变量的虚拟仿真精确度。

    13）验证、确认和可信性──保证虚拟仿真的正确执行，产生合理的结果和证明它的应用的一种正式过程。

    14）逼真性──虚拟仿真的真实程度。它的两个方面是：具有激励作用的形式或媒介或使人产生兴趣的形式，以及信息的内容或样式。这对于飞机模拟器是非常重要的。

    (图5)

    四、我军建立立体模拟虚拟仿真训练系统硬件和软件趋势

    1） 硬件：计算机及相关辅助设备的速度、精度、耐用性和通用性将继续得到提高，而且费用下降。计算能力的增强可以为飞机提供较好的飞行控制感觉和环境的描述，为大型解析威胁模型提供快而准确的输出结果的评价，为训练系统增加逼真度和分辨率。另一个进展是对人眼安全的激光装置，已用于多重集成激光交战系统中，它可以使大规模野战演习在没有实际射击火力环境下具有真实的作战效果。

    2 ）软件：影响军事仿真和模拟发展的另一个重要方面是问题求解方法学和人工智能软件。建立战略评估系统──是将作战模拟和解析模型的最佳特征组合起来，并利用计算机的自动化处理能力对变量保持控制，以便能快速地获得结果和重现结果。使用了人工智能技术(基于规则的启发式模型)，可以使模型代替部分或全部人工作业，决策规则要明确地按组分成红方、兰方、想定和兵力使用 。它针对仿真复杂的指挥和控制活动而设计，用基于标准的作战过程的专家系统来实现指挥和控制，并且包括每一级的指挥所。

    由于大多数军事仿真需要计算机的支持，因此，软件的开发会直接影响军事仿真的设计和应用。

    五、我军建立立体模拟虚拟仿真训练系统界面和网络

    事实上，人机界面已从外部模型和图象系统发展到直觉显示技术，即全部成为虚拟现实系统。

    1）当前，在军事仿真和模拟界面设计中较活跃的领域之一是虚拟现实(VR)。它是一个综合环境，在这个环境中，用户可以进入一个交互的、基于计算机的真实世界，它可以通过数据结构或程序进行交互作用。军事上对综合环境的兴趣来源于将人员置于实际的作战环境中来训练的需要，利用仿真武器系统联成的网络将参加者集成起来的可能性，以及在系统评估中可用通用的控制板表示不同系统结构的潜力。

    2）网络可以使许多分散布置的仿真装备相互作用，网络可以将仿真器与其它仿真器连接起来、仿真系统与其它仿真系统连接起来，而且还可以将仿真器与作战装备连接起来( 如武器与指挥控制(C2)系统)。网络协议(如Ethernet，DECnet、Token、Ring) 和网络管理系统已经取得较大的进展。这些进展可以增强节点间的交互作用、分配进程和内存共享，集中在一起就可以提高仿真网络和分布式模拟在军事上的应用。

    大屏幕环幕技术、立体虚拟仿真技术热线：400-650-8282, 13126624383，www.super-view.com.cn,