詳解我國軍用立體虛擬仿真邊緣融合大屏幕系統

    一、為什么要建立我軍的立體模擬虛擬仿真訓練系統

    當前軍事模擬仿真和虛擬仿真技術在軍隊建設實用化方面越來越受到重視。中國軍隊也避免不了軍事虛擬仿真訓練的國際化浪潮的洗禮。

    各國都面臨國防預算削減、兵力削減，同時要更加努力保持其有效性的要求。中國軍隊在國際地位的崛起，也面臨進入許多陌生國際大地區進行軍事防衛的義務。這就迫切要求軍事人員能夠在他們可能不太熟悉或難以進入的國家和氣候條件下進行作戰。因此，用虛擬仿真模擬的訓練演練構架支持將是十分重要的。

    各國部隊對國家軍事機器的訓練已經開始從實物模擬軍事訓練思路到三維虛擬仿真軍事訓練思路，這是是一個軍事訓練思想的大變革。作為國內大屏幕環幕技術、虛擬仿真技術的優秀供應商——睿聯嘉業公司專家指出：

    由于經費有限，能夠承受的大范圍演習的數量將越來越少。要把耗油的裝甲車輛和自行火炮運送到遙遠的訓練場地需要昂貴的費用。磨損消耗、彈藥的消耗是另一項大的花費(特別是對反坦克彈藥和精確制導彈藥)。軍事人員的時間利用率也是需要考慮的一個重要因素。由于這些原因，仿真戰斗行動的花費往往要比實際運行被仿真系統的花費少得多，特別是對那些高技術武器( 如需要進行持久訓練以提高作戰效能的飛機)經費可節省得多。

    在危險和敵對的環境中訓練軍事人員從事冒險行動的能力時，安全仍然是主要的問題。在仿真中，可不考慮外界危險來使用武器、機動車和指揮軍隊，而在實際中，這往往會受到限制。

    另外，對于野外的軍事演習，還存在許多環境方面的問題。軍隊和裝備的運動會對陸地、海洋和空中帶來極大的損害。

    而當今在計算機及可視化技術方面的最新進展使得人們能進行更加復雜和逼真的仿真。事實上，許多人都感到，軍事虛擬仿真訓練場是資金投入和技術占有最迅速的領域之一。

    圖：我軍某機械化師建立了虛擬仿真演練戰場內景圖   

    二、我軍的立體模擬虛擬仿真訓練系統分類

    軍事虛擬仿真訓練場分立體和非立體。不過是否立體，分幾種類型:

    1）訓練單人或人數不等的小組的作戰仿真系統。

    作戰效率的訓練為提高單元作戰技能創造了機會。包括：強化武器系統的操作訓練。通過使用對虛擬仿真技術模擬輸入作出響應的作戰仿真系統，訓練單兵或小組(作戰中心)；仿真環境的應用來支持特定作戰計劃的制定。   

    2）系統作戰虛擬仿真模擬系統。這類虛擬仿真訓練中，信息受控制流程和流量規則的限制。仿真模擬由專業人員、對方成員、專門的控制人員和仲裁人員共同進行，這類仿真模擬大多數是封閉式的模擬。由于它常常需要專用的設備和專業人員，因而費用比較高。

    3）野外演習虛擬仿真模擬系統。在這種模擬中，兵力和地理環境都是仿真實的，敵人是模擬的，它通常用來訓練人數眾多的軍隊，作戰行動的真實性與費用是連在一起的。

    作戰行動的真實性和仿真模擬的抽象程度是呈反比關系。解析模型和計算機仿真比它們所模擬的真實行動抽象得多。每類作戰模擬都處在基于公式的仿真和使用作戰部隊的模擬之間。開發者和用戶常常強調，要有統一的應用范圍。

    三、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓練系統的考量

    1）費用承受能力──虛擬仿真作戰演練場成本的節省程度。包括費用、效益及系統和仿真費用的比例。

    2）可評估能力──虛擬仿真作戰演練場提供的手段適合于訓練(教育)或分析任務的程度。

    3）數據的可適用性和數據庫結構──數據以標準格式產生和使用程度。

    4）效率──通常指完成一次模擬所需的時間，這對于大型網絡或需要實時運行的訓練系統或比實時運行要求還高的決策支持來說，是非常關鍵的。

    5）逼真度、分辨率或詳細程度──仿真中對象的描述程度。

    6）人力需要──為保障虛擬仿真或模擬運行所需要的人員。

    7）可修改性和可維護性──虛擬仿真系統能被修改的容易程度。

    8）可移植性──虛擬仿真在不同環境下適合運行的能力。

    9）可靠性──硬件或軟件正常運行的概率。

    10）可改善程度──通過虛擬仿真和模擬進行教育和訓練，改善人員素質的程度。

    11）標準化──特殊的仿真遵守標準的數量，它包括硬件的按口，軟件的開發和數據庫的設計。

    11）用戶友好性──不經過訓練就能使用虛擬仿真系統的程度。對于計算機輔助訓練系統，應該懂得用戶可能沒有時間來熟悉掌握復雜的界面。對于對抗模擬支持系統，一個繁瑣的用戶界面會嚴重損害所要達到的目的。

    12）有效性──描述關鍵變量的虛擬仿真精確度。

    13）驗證、確認和可信性──保證虛擬仿真的正確執行，產生合理的結果和證明它的應用的一種正式過程。

    14）逼真性──虛擬仿真的真實程度。它的兩個方面是：具有激勵作用的形式或媒介或使人產生興趣的形式，以及信息的內容或樣式。這對于飛機模擬器是非常重要的。

    四、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓練系統硬件和軟件趨勢

    1） 硬件：計算機及相關輔助設備的速度、精度、耐用性和通用性將繼續得到提高，而且費用下降。計算能力的增強可以為飛機提供較好的飛行控制感覺和環境的描述，為大型解析威脅模型提供快而準確的輸出結果的評價，為訓練系統增加逼真度和分辨率。另一個進展是對人眼安全的激光裝置，已用于多重集成激光交戰系統中，它可以使大規模野戰演習在沒有實際射擊火力環境下具有真實的作戰效果。

    2 ）軟件：影響軍事仿真和模擬發展的另一個重要方面是問題求解方法學和人工智能軟件。建立戰略評估系統──是將作戰模擬和解析模型的最佳特征組合起來，并利用計算機的自動化處理能力對變量保持控制，以便能快速地獲得結果和重現結果。使用了人工智能技術(基于規則的啟發式模型)，可以使模型代替部分或全部人工作業，決策規則要明確地按組分成紅方、蘭方、想定和兵力使用 。它針對仿真復雜的指揮和控制活動而設計，用基于標準的作戰過程的專家系統來實現指揮和控制，并且包括每一級的指揮所。

    由于大多數軍事仿真需要計算機的支持，因此，軟件的開發會直接影響軍事仿真的設計和應用。

    五、我軍建立立體模擬虛擬仿真訓練系統界面和網絡

    事實上，人機界面已從外部模型和圖象系統發展到直覺顯示技術，即全部成為虛擬現實系統。

    1）當前，在軍事仿真和模擬界面設計中較活躍的領域之一是虛擬現實(VR)。它是一個綜合環境，在這個環境中，用戶可以進入一個交互的、基于計算機的真實世界，它可以通過數據結構或程序進行交互作用。軍事上對綜合環境的興趣來源于將人員置于實際的作戰環境中來訓練的需要，利用仿真武器系統聯成的網絡將參加者集成起來的可能性，以及在系統評估中可用通用的控制板表示不同系統結構的潛力。

    2）網絡可以使許多分散布置的仿真裝備相互作用，網絡可以將仿真器與其它仿真器連接起來、仿真系統與其它仿真系統連接起來，而且還可以將仿真器與作戰裝備連接起來( 如武器與指揮控制(C2)系統)。網絡協議(如Ethernet，DECnet、Token、Ring) 和網絡管理系統已經取得較大的進展。這些進展可以增強節點間的交互作用、分配進程和內存共享，集中在一起就可以提高仿真網絡和分布式模擬在軍事上的應用。

    大屏幕環幕技術、立體虛擬仿真技術熱線：400-650-8282, 13126624383，www.super-view.com.cn