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當虛擬現實應用到軍事領域,猜猜會是什麼場面?

VR(虛擬現實)技術採用以計算機技術為主的多種信息技術和其他高技術手段,在特定範圍內生成一種能融合人的視覺、聽覺、觸覺和嗅覺於一體的、逼真的三維人工虛擬環境,用戶通過特殊裝置在看到虛擬的自然景象的同時,通過輔助感測設備可以與虛擬環境產生互動,從而產生「看、聽、觸、聞」等這些在真實世界中才有的體會。


隨著近幾年VR技術的發展,在經濟社會等很多領域都得到了進一步的應用,在軍事領域更展現出了巨大的應用價值。


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一、VR技術在軍事領域的應用:


(一)虛擬戰場環境、提高訓練質量:


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通過三維技術製成包括作戰背景、戰地場景、各種武器裝備和作戰人員等戰場環境圖形圖像庫,為使用者創造一種險象環生、逼近真實的立體戰場環境, 以增強其臨場感覺, 提高訓練質量。

通過偵察情報和地理環境信息合成出立體的戰場全景圖,讓受訓指揮員立足作戰地域的整體地形地貌和氣象環境,在室內「實地」觀察敵我雙方兵力部署和戰場情況與變化形勢,迅速判斷敵情,果斷做出決策,從而培養和提高指揮員的創造力、預測力和判斷力,發揮和提升指揮員自身的指揮才能。


(二)助力軍事訓練,讓戰爭走入實驗室:


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通過VR技術構建和選擇三維實戰環境,逼真地模擬實車、實兵、實人,渲染出生動的視覺、聽覺和觸覺效果,使士兵像在野外參加實戰一樣,在室內感受「真實」的戰場對抗場面,熟悉作戰區域的情況,操練戰術動作,從而能在危險小、耗資低、有趣生動的訓練環境中,鍛煉和提高實際戰術水平以及臨場快速反應、心理承受和戰場生存等能力,增強作戰技能和訓練效率。也能有效減少人員、物資的損耗,以及突破危險及真實環境的限制。


1、虛擬擬戰場環境下的作戰訓練:是利用虛擬戰場環境,讓士兵攜帶各種感測設備,士兵可以通過操作感測設備選擇不同的戰場環境,輸入不同的處置方案,體驗不同的作戰效果從而像參加實戰一樣。鍛煉和提高參訓人員的戰術動作水平、心理承受能力和戰場應變能力。

2、虛擬武器裝備操作訓練:是在虛擬武器裝備環境進行的,通過訓練可以達到對真實裝備進行實際操作的目的。虛擬武器裝備操作訓練能夠有效地解決軍隊現階段大型新式武器裝備數量少的難題,同時又能解決部隊面臨的和平時期部隊訓練場地受限的問題。


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3、近戰戰術訓練:20 世紀90 年代中期, 美軍耗資10億美元建成近戰戰術訓練系統( CCTT ) 。該系統利用眾多性能先進的主幹光纖網及分布式VR 系統, 將分布在不同地理位置上的各級部隊、各軍事院校及作戰分隊的眾多模擬訓練模擬器連接在一起, 建立綜合性虛擬作戰環境, 可與從韓國至歐洲約65 個工作站相連接。各站之間可迅速傳送飛機、坦克、裝甲車、各類戰車、火炮及導彈等武器裝備的信息與數據,使士兵能在動態的虛擬作戰環境中進行軍事演習; 可進行戰術、戰役理論的探討及作戰計劃的驗證, 並預測軍事行動和執行作戰計劃的效果, 更可評估武器系統的總體性能, 以啟迪新穎的作戰思想。建成近戰戰術訓練系統後, 藉助區域網、廣域網及遠程通信網可將美陸軍的各級戰術訓練系統、空軍合成戰術訓練系統、野戰炮兵合成戰術訓練系統、工程兵合成戰術訓練系統及防空合成戰術訓練系統連成一體。至2000 年, 美陸軍已擁有一個包括綜合作戰環境所用作戰單元的CCTT 模擬模擬器。


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4、模擬戰爭設計、提升指揮水平:有了虛擬現實技術,可立足現有國力條件和雙方實力,根據期望的戰爭目標和戰爭規律、戰爭法則、戰爭經驗,融合雙方兵員以及陸、海、空、天等各種作戰平台和武器裝備,考慮戰時的「天時、地利、人和」等因素,讓計算機模擬聲、光、電等形式,創設出宏大的戰爭環境和場面,從而在其中進行戰爭設計、戰爭模擬和作戰推演,分析和規劃戰爭,論證和評估作戰方案,預測戰爭的進程和結局,並分析出武器、兵力、戰法、後勤、時機等方面存在問題,同時尋找敵方的軟肋和死穴,綜合最優的作戰方案,設計出制勝之策並指導未來戰爭實施。8 q" h2 x& : h6 |

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5、實施聯合演習,為諸兵種提供聯合演習新平台:虛擬現實技術結合網路,建立分布式虛擬現實系統,並根據部隊編成、武器配置、作戰原則、戰役戰術要求等,創建出大規模演練的聯合戰役三維虛擬戰場,使參戰雙方諸軍兵種同處其中,並根據虛擬環境中的戰場情況及其變化形勢,「調兵遣將」「排兵布陣」「攻擊防守」,在室內實施「真槍實彈」的對抗演練,從而使眾多軍事單位不受地域限制地被組織起來,以較小的代價、用較短的時間,實施大規模戰役、戰略級諸軍兵種聯合演習,「不用一槍、不費一彈、不動一車」地演練和驗證多種聯合作戰方案、聯合戰役理論,發現、解決實戰中可能出現的問題,提高部隊聯合作戰水平和戰役訓練效益。通過訓練能夠發現協同作戰行動中的問題,提高各軍兵種的協同作戰能力, 並能夠對諸軍兵種聯合訓練的原則、方法進行補充和校正。


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1982 年開始由美國高級研究計劃局與陸軍聯合開發了虛擬對抗作戰系統(簡稱為SIMNET: Simulat ion Network)。SIMNET 基於VR 技術,其核心是管理、指揮和控制介面。它由一個與計算機主機平台相連的網路群組成,其中包括與虛擬戰術作戰中心的參謀監視控制網路的聯網。SIMNET 聯結了包括美軍和德軍在內的近300 台坦克模擬模擬器、飛機飛行模擬器、作戰指揮所模擬器、計算機生成兵力模擬器及導彈發射模擬器等。每台模擬模擬器作為計算機網路上的分布式節點通過區域網、廣域網及遠程通信網連接在一起, 亦可通過衛星以遠程網路方式連接在一起, 可實現資源共享, 隨時調用資料庫、模型庫、圖形圖像庫及知識庫的信息。海灣戰爭期間, 美軍用VR 技術和分布式交互模擬技術進行攻擊前的模擬預演, 以驗證其作戰計劃並提高其攻擊效能。

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(三)為戰略威懾,提供新內容:當戰爭打響或升級之前,由相對優勢一方,根據雙方的綜合國力以及兵力和武器裝備現狀,逼真地虛擬出戰爭中慘烈的攻防場景以及特殊作戰手段、先進武器使用給對方帶來的巨大破壞和影響,推演出對方人員和財產、環境等戰損情況,展示出對方戰敗引發的難以想像之後果,並通過各種媒體,有意無意地將這種具有強烈視覺和聽覺衝擊效應的宏大和殘酷戰爭畫面,透露到對方的政府和民眾中,從而給對方造成震撼性的心理影響和難以承受之壓力,進而使其失去開戰或繼續對抗的信心,瓦解其戰鬥意志,最終達到不戰而屈人之兵的目的。; |% J& d6 O( M$ ~9 h( ^


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(四)、助力高新技術武器的試驗:在高新技術武器開發過程中大量採用虛擬現實技術, 設計者可方便自如地介入系統建模和模擬實驗全過程, 這樣縮短了武器系統的研製周期, 並能對武器系統的作戰效能進行合理評估, 從而使武器的性能指標更接近實戰要求。同時在武器裝備的研製過程中, 虛擬現實技術可為用戶提供先期演示, 讓研製者和用戶同時進入虛擬的作戰環境中操作武器系統。研製者和用戶能夠充分利用分布式交互網路提供的各種虛擬環境, 檢驗武器系統的設計方案和戰術、技術性能指標及其操作的合理性。


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除此外VR技術還能在武器裝備設計製造、武器遠程控制、武器平台操作使用、武器毀傷效應展示、戰爭場景拍攝再現、軍事災難預測、軍事地圖製作、戰場醫療救助等諸多方面發揮重要作用,而且隨著以計算機技術為代表的信息技術的不斷發展,虛擬現實技術及其應用還可能不斷滲入到國防軍事領域的其他方面,極大地促進它們的發展。


二、部分國家軍事領域的VR應用實例


(一)美國:1、2013年12月11日,美國陸軍開始在德國使用虛擬士兵訓練系統,這是是第一個步兵全感覺虛擬系統。該系統將和美國的歐洲盟國一起使用。2、陸軍第3步兵師——喬治亞使用專有的徒步士兵訓練系統(DSTS),一個用來教導部隊戰術和團隊在一個虛擬環境的可穿戴式虛擬現實系統。3、其實很早,美國航天國防就開始使用的虛擬現實頭盔進行訓練航天員、飛行員,據說F35頭盔就使用了VR技術。


(二)英國:將把虛擬現實頭盔運用於醫務人員的戰爭培訓。其他軍事用途主要是模擬訓練,比如如何應對簡易爆炸裝置。


(三)荷蘭:2013年6月5日德國美軍格拉芬沃爾訓練基地內,士兵在進入戰場前利用當地的虛擬地圖進行了針對性的演練。


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(四)挪威:正在將Oculus RiftVR頭盔用在坦克駕駛系統上,連接固定在坦克外側的攝像頭後,坦克中的士兵們能以第一視角看到360度的全方位影像。


(五)阿聯酋和英國:都在利用3D虛擬訓練為新招募的國家服務新兵提供了軍事虛擬現實體驗。


(六)澳大利亞:國防部所屬國防科技集團發起了一項探討VR和軍事防禦力其潛在的應用前景的研究。


(七)泰國:國防技術研究所已經與Mahidol大學簽署了一份協議,以研發用于軍事訓練的虛擬環境。


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三、美軍軍事應用案例:


增強現實沙盤軍用沙盤既是軍事地形研究的有效工具,又是作戰兵棋推演(簡稱兵推)的必備平台。美軍推出的「增強現實沙盤」新技術,將普通沙盤變成了真實的3D戰場空間地圖。該技術將傳統沙盤變成動態,極大方便軍事參謀作業,這項新技術給軍用沙盤技術帶來了一次革命。


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1、系統簡單便攜,沙盤瞬間模擬。 「增強現實沙盤」系統的動作感測器、投影儀等各部分可分開攜帶、現地組合且無場地環境要求,操作簡便,準備過程更快捷、成本更低廉之外,新技術大幅提升了沙盤的逼真效果。能將戰場地形地貌即時投影到簡易沙盤上,使其瞬間「變身」模擬戰場。


2、引入三維技術,直觀反映戰場。美軍依託先進成像偵察技術,使用最新高清照片進行「增強現實沙盤」製作,採用的三維成像可直觀反映戰場真實地形地貌,使官兵能身臨其境地了解作戰地形。該系統如結合功能強大的谷歌地圖或其他類似技術獲得的實景地圖,讓部隊以可視化方式看到他們即將實時演習或者作戰地區的詳細地貌。


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