虚拟现实技术在军事教育中的应用

罗喆

【摘 要】虚拟现实技术是当今世界前沿科技之一，随着虚拟技术的发展与成熟，它在军事领域得到广泛应用，在军事教育中VR技术既可用于提高军校学员的作战技能，也可用于提高军校学员的指挥艺术，避免传统军事教育模式中的诸多弊端，提高教学效率，丰富教学手段。

【关键词】虚拟现实；军事教育；应用

一、虚拟现实技术的概念和特点

虚拟现实（Virtual Reality ， 简称VR） 技术是当今世界前沿科技之一，是一种可创建体验虚拟世界（Virtual World） 的计算机系统，具有沉浸性（ Immersion） 、交互性（ Interactivity） 和想象性（ Imagination）三大特征。沉浸性是VR 技术的核心，包括视觉沉浸、听觉沉浸、触觉沉浸、嗅觉沉浸、味觉沉浸及身体感觉沉浸，如在军事模拟训练中，通过三维战场环境图形图像库，为使用者创造一个立体的战场环境；交互性是VR技术最重要的特点，指参与者对虚拟环境的实时反馈，如借助于各种三维交互设备（ 如头盔显示器、数据手套、三维鼠标等） ，参与者对于各种虚拟武器装备的操作；想象性是VR 系统的目的，“通过对虚拟环境及虚拟装备的体验、操作，提高对战场环境及武器装备的感性认识和理性认识，进而提高实际的作战技能”[1]。

二、虚拟现实技术在军事领域的应用

随着计算机技术的迅速发展，虚拟现实技术越来越成熟，已成为各发达国家武器装备研发及军事教育训练的重要工具，主要用于虚拟战场环境、进行单兵模拟训练、近战战术训练、实施诸军兵种联合演习等方面，20 世纪90 年代初，美国最早将VR技术用于军事领域。我军也逐渐认识到虚拟现实技术的巨大优势从而加大了关注和投入，取得了解放军信息工程大学“地形环境仿真系统”、南京模拟技术研究所研制的反坦克导弹分布交互式通用模拟训练系统、空军第二航空学院研制的飞行训练模拟系统等重大成果。

三、虚拟现实技术在军事教育中的应用

当前，虚拟现实技术逐渐被应用于军事教育领域，形成了新的教学方法——虚拟仿真教学，用于军事学员的培养和训练。在将该技术运用于教学的过程中，我们应该注意正确理解虚拟现实之真实的含义，“这里所谓‘真实包括两层含义：虚拟的‘真实和现实的‘真实，虚拟‘真实的重要性在于营造一个虚拟的‘真实情景，使学习者沉浸在虚拟场景中，获得全方位的学习体验，情景越‘真实越能促进学习者的体验。现实‘真实的重要性在于能够让学习者身临其境，亲自动手操作教学设备，获取‘做的经验，这是其他媒体所无法比拟的”[2]。

（一）VR技术可用于提高军校学员的作战技能

VR技术作为一种最新的计算机人机交互技术， 其三维图形生成系统不仅能够生成逼真的大范围虚拟地形环境，模拟不同自然环境下如雾天、雨天、暴风雪等各种作战条件，用于军事作战模拟训练领域有先天优势，必将成为未来部队的主要训练方式，自伊拉克战争起，美军前线作战人员中八成以上接受过模拟训练系统培训。作战模拟训练可分为实地军事演习、现场实验、沙盘作业、图上作业、战争对策、计算机模拟仿真和分析模拟仿真等方面，并且可模拟各种形式的战争，如核大战、战区常规战（陆战、海战、空战及合成军作战）等。计算机作战模拟训练具有仿真运算速度快、准确、科学、可靠性高、损耗代价小等特点， 是一种新颖而实用的模拟训练仿真方式，军事院校完全可以用模拟仿真软件实现武器装备操练等军事训练教学，在模拟战争中训练学员分析包括紧急决策、战争、战争升级和战争结束等诸种因素，为军校学员训练提供了科学方法，使其训练过程更为逼真地接近于实战，有利于学员作战技能的提高， 更有利于武器系统性能的改进及效能的提高。“从发达国家军队的虚拟现实模拟实践看，虚拟现实模拟可以最大限度地营造逼真的战场景况，模拟未来战争的各种可能情况，使受训者最大限度地贴近实战锻炼；可以为受训者提供各种困境、危境、绝境等高危境况，全面模拟演练各种高危险性的行动，提高处理各种危险突发事件的能力” [3]。使一些抽象的概念形象化、直观化、简单化，这样既使沉闷的课堂变得生动起来，又可使学员兴趣盎然，弥补训练器材和场地不足，摆脱训练设备、场地、气象的制约，缩短教学时间，降低训练成本，大大降低实弹实炮等高危训练的危险系数，提高教学训练的安全性。

（二）VR技术可用于提高军校学员的指挥艺术

实践证明， 人类对基于图像、声音等感官信息的理解能力远远大于对数字和文字等抽象信息的理解能力。20 世纪80 年代初，约翰·霍普金斯大学作战分析实验室帮助美国海军研究出一种称为是研讨式对策（ Seminar Gaming） 的对抗模拟方法，后来发展一种高层模拟教学方式，训练学员在大规模的对抗模拟中研究与分析现代战争、形成作战设想，经过结构化的、机动灵活的训练，学员能够将诸方面军事专家的知识及观点结合在一起， 及时地处理实战中出现的问题。目前，美军仅需5个月左右时间就能培养出既具备战术专家素质，又能指挥与控制所属部队进行作战的军官。因此VR 技术完全可以作为我军指挥类院校的一种辅助教学手段，弥补学员没有战场实践经验的一种好方法。可以通过对军事行动的仿真用于培养军事指挥人员的战略谋划和预算等方面的能力，利用虛拟现实技术实施“军事虚拟现实教程”，根据侦察情况资料合成出战场全景图，让受训学员通过传感器装置观察双方兵力部署和战场情况，以便判断敌情，果断做出正确的军事决策，提高学员在假想的情况下在信息处理或决策任务方面通过使用规划、数据和过程来指导军事行动的军事指挥艺术。在VR 系统建立的“虚拟教室”， 学员扮演着一系列的战场局中人，学员们在的操作控制台前通过具有各种功能的按钮、键盘、数据手套、鼠标器、头盔及数据服等根据当时的作战态势进行指挥决策模拟、智能分析模拟及战场环境模拟。

将虚拟实验功能引进军校课堂，在讲解理论的同时，利用建模软件同步模拟战场动态、三维环境，使人产生身临其境之感，显示武器操作过程及对抗结果，复杂战场态势可视化让军事指挥学员更有效地制定任务计划和演练，评估行动路线，保持对战场态势的认知，有助于从虚拟武器及战场顺利地过渡到真实武器与战场，最大限度地营造逼真的战场景况，模拟未来战争的各种可能情况，使得军事教学好教易学，可以因材施教，灵活安排训练内容，从而提高教学效率，培养出适应未来战争需要的军事指挥军官。同时，作战指挥学院及军事指挥部门可以利用研讨式VR和途径式VR来促进军事指挥人员对高技术局部战争的认识和理解，在教学中通过研究、分析、训练，让学员深刻认识现代战争。

四、结语

总之，“目前， 虚拟现实技术被看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术”[4]。使用虚拟技术军校教员可以将战争实验搬上屏幕，可以在“虚拟教室”中高度仿真地模拟战场环境，具有直观性和操作性，学员可以在计算机上完成军事技能和军事指挥艺术的学习和训练，现学现用，这就避免了传统教学模式中的理论学习与实战的分离。而且学员在虚拟仿真情境中可以充分发挥自己的创造性，深刻认识现代战争，形成处理战争问题的能力并应用于实践，得到及时地反馈，激发其主动思考，这极大的提高了学员的军事谋略和军事素养，虚拟现实技术还可以大大提高学员的学习效率，减少军事装备的损坏和消耗。若在日常的教学中恰当的运用虚拟现实软件，能更为直观的将结果展现出来，且教学形式比较灵活，可以提高学员的战斗积极性，进而提高部队战斗力。随着仿真技术在军事教育中的逐渐引入，必将在军事人才的培养中发挥更大的作用。

【参考文献】

[1]安兴，李刚，徐林伟，师颖.虚拟现实技术在美军模拟训练中的应用现状及发展[J].电光与控制，2011，（10）.

[2]吴祥恩.虚拟现实技术在现代教育技术课程中的应用研究[J].中国电化教育，2011，（3）.

[3]王彪，邹煜，张颖，林德群，侯国林.虚拟现实技术在军事模拟训练中的应用[J]. 工兵装备研究，2007，（5）.

[4]苗壮，李凡长. 基于虚拟现实技术的教学改革研究[J].黑龙江教育，2007，（1、2）.