虚拟现实技术在军校教育中的应用分析

于东扬 文建

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，在军校教育中虚拟现实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，避免传统军校教育模式中的诸多弊端，提高教學效率，丰富教学手段。

关键词：虚拟现实；军校教育；应用

引言

随着Internet/Intranet技术的迅速发展及不断普及，计算机网络在人们的工作、学习、生活中的地位越来越重要。在教育教学领域，多媒体网络教学同样得到了广泛的应用。军校教育，这个大学教育中特殊的教育群体，也同样受到人们的关注。作为培养巩固国防的高科技军事人才，其教育方法不容忽视。但是经费和条件等诸多问题也常常制约着军校学员的时间能力。而虚拟现实技术正是充分利用文本、图形、动画和声音等多种多媒体表现形式，通过刺激学生的视觉、听觉神经，调动学员的积极性。

1.虚拟现实技术介绍

1.1虚拟现实技术的概念

虚拟现实（Virtual Reality）技术，通过对计算机图形学、多媒体技术、仿真技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术、多传感器技术进行高度集成，并结合心理学、生理学和行为学实现人的三维感知，可以说虚拟现实技术是多媒体计算机发展的又一个新境界。虚拟现实技术，旨在通过模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能，创建一种适应人类感知的多为信息空间，使用户能够沉浸于计算机创造的虚拟世界中，并能够通过各种感官渠道与虚拟环境进行实时交互。

1.2虚拟现实技术的特点

虚拟现实技术主要有三大特点，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和构想性（Imagination）。

（1）沉浸感，主要是通过计算机建立与人类视觉相适应的三维模型，使得虚拟环境能够与人的语言、动作、视觉、听觉等相适应，并做出相应的反应，使用户在使用的过程中能够得到与实际事物、景物一致的感官效果。

（2）交互性，主要是指计算机通过对用户的语言、头部转动、眼睛运动、手势以及其他人运动进行识别，对用户的输出做出实时的响应，并及时反馈到用户的相应感官，实现人机交互。

（3）构想性，是指建立的虚拟环境中的物体适应自然规律，遵循用户及设计者的自然体验，能够增强用户对虚拟环境的感知，增强虚拟环境的真实性。

1.3虚拟现实技术的应用情况

虚拟现实技术通过建立三维虚拟模型，使用户通过输入设备或相关辅助设备对实现对虚拟环境的真实感知。虚拟现实技术现已广泛应用于医学、航空、建筑设计、体能训练、娱乐等各个方面。通过计算机技术和多媒体技术的结合，从昀大限度上满足用户的感官需求。用户作为环境的参与者，实现与虚拟环境的实时交互。随着多媒体教学的实施，虚拟现实技术也将广泛应用于教育工作中。通过建立逼真的学习环境，实现学生与环境的互动。通过这种方式能够提高学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性，尤其是对与军校教育这种对学习环境有所要求的教育，虚拟现实技术的应用将更加重要。

2.虚拟现实技术在军校教育中的应用

2.1VR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。

2.2VR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。

结束语 ：

在丰富多彩的现实世界里，有些环境是人们难以身临其境的，而虚拟现实却能超越时间与空间、现实与抽象，将各种无法解除的环境再现于人们面前，为人类开辟了一个崭新的天地，虚拟现实已经应用于军事、教育、医学、产品设计、科学可视化、训练上等各个方面。随着科技的高速发展，虚拟技术也将一定能再上台阶，在未来的战场上得到更为广泛的应用。

参考文献：

[1]王晶，张秀山，王锋等.虚拟现实技术在军校教育中的应用研究[J].计算机与数字工程，2006，34（12）：97-100.

[2]夏嘉余.军校教育中虚拟现实培训法研究[J].时代教育（教育教学版），2012，（23）：141.