虚拟现实技术在军事装备培训中的应用研究

刘存海++张勇++张纪磊++孙江

摘 要 论述虚拟现实技术的基本概念、发展历程和主要特点，讨论现阶段军事装备培训中存在的一些问题。结合军事职业教育发展的特点，对虚拟现实技术与军事装备培训相结合的可行性进行探讨，并对实施方案进行详细解析。

关键词 虚拟现实；军事职业教育；装备培训；可视化

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）14-0044-02

Research on Application of Virtual Reality Technology in Trai-ning of Military Equipment//LIU Cunhai， ZHANG Yong， ZHANG Jilei， SUN Jiang

Abstract The basic concepts， development process and main fea-tures of virtual reality technology are discussed， and some problems existing in the training of military equipment at present are analyzed.

Combined with the characteristics of military vocational education development， the feasibility of the combination of virtual reality technology and military equipment training is discussed， and the im-

plementation of the program is analyzed in detail.

Key words virtual reality； military vocational education； equipment training； visualization

1 前言

近年來，军事职业教育的发展受到越来越多的关注[1-3]。2014年6月，四总部颁发《关于加快发展军事职业教育的实施意见》，《意见》指出，发展军事职业教育是党中央、中央军委做出的战略部署，是健全军队院校教育、部队训练实践、军事职业教育三位一体新型军事人才培养体系的重大举措，是军事人才培养的重要方式，是创建学习型军营的核心载体，也是推动战斗力生成提高的有效途径，对于培养造就大批能够担当强军重任的高素质新型军事人才具有重要意义[4-6]。

随着科技的不断进步和国防现代化的需要，各种新式军事装备不断装配部队，?军事装备接装培训作为军事职业教育中的一个组成部分，培训质量的好坏越来越受到重视，因为这直接决定了部队对装备的掌握程度，也间接影响着未来战争的胜负。而传统的以院校和科研院所为主体的接装培训的教育模式表现出极大的局限性。虚拟现实技术作为一种新的教学手段，在提高装备培训质量方面有着其他教育方式无法替代的优点[7]。

2 军事装备培训困境

随着国防和军队现代化进程的不断加快，军事装备的复杂程度越来越高，培训所涉及的单位也越来越多，这给通过院校和相关科研院所进行装备培训的传统教育模式带来极大的挑战，突出表现在以下三个方面。

1）用于培训的场地教学装备数量有限，而每期接受培训的学员数量众多，这就造成个人实际上机操作的时间很少，培训效果不好。很多情况下培训完成后，学员在自己使用装备时仍然不会，造成装备使用不熟练，不能发挥军事装备应有的技术性能，严重影响部队的战斗力。

2）现在的武器装备结构极为复杂，造价昂贵，型号多，数量少，再加之装备使用年限有限，这使得在实际装备上进行长时间的练习和操作成为奢侈。特别是在信息化的今天，结合实际装备开展教学，极易暴露装备的有关性能参数。

3）由于装备的复杂性，通过传统的接装培训模式去熟练掌握各种故障的判断和排除变得异常艰难，有些实际故障很难利用实际装备进行模拟和设置，这使得要想通过短期的接装培训掌握装备的全部故障情况变得越来越不现实，给实施接装培训的教员和接受培训的学员都提出不小的难题。大多数的故障讲解都依靠枯燥、烦琐和抽象的理论讲解，教员讲得精彩异常，可学员感觉就是理解不了，极大地影响了新装备后期的维修维护水平。

3 虚拟现实技术

虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式。与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置，将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。虚拟现实技术具有多感知性、浸没感、交互性和构想性等特点。

4 虚拟现实技术与军事装备培训结合的可行性

虚拟现实技术与军事装备培训结合的实施方案 虚拟现实技术打破了传统接装培训过程中的各种局限。

首先，利用SolidWorks和3ds MAX软件平台构建实际装备的三维仿真模型，模型具有实际装备全部结构和细节。利用灯光材质等渲染技术，建立一个与真实环境一样的装备培训的环境模型，使用者可以沉浸在类似真实的接装环境中。

其次，将三维仿真模型导入Virtools和EON虚拟现实软件平台，利用软件编程和功能程序模块赋予模型各种交互功能，并能模拟出真实装备的拆装过程和实际故障。endprint

最后，利用Visual Studio和数据库技术构建用户使用交互界面，形成齐备的虚拟软件。

虚拟软件包括裝备使用、装备维护维修和装备拆装三大功能平台，如图1所示。装备使用平台可以帮助使用者学习装备的操作使用，包括功能介绍、装备操作规程和装备虚拟操作三部分内容。装备维护维修平台可以辅助使用者学习装备的维护维修方法和装备故障的检查与排除方法，包括维护维修操作规程和故障虚拟设置与排除两部分内容。装备拆装平台可以让使用者在了解拆装操作规程的基础上，练习装备的拆装，熟悉各部分结构的装备特点。

虚拟现实技术与军事装备培训结合的装备培训模式，可以使受训者借助各类网络平台进行装备使用和维护维修学习。软件可以模拟实际装备的各种功能和实际故障，对装备的使用培训和维护维修等教学内容都可以进行逼真的模拟。接装培训完成后，学员也可以利用这种虚拟现实技术进行装备的使用练习和故障排除训练，等虚拟设备完全掌握后，再到实际装备上进行实地操控，这会极大地提高学员对装备的使用和维护水平，对战争中装备的实际性能的发挥有着至关重要的作用，从而也会成为影响战争胜负的关键。

虚拟现实技术与军事装备培训结合解决的主要问题 与传统的接装培训模式相比，虚拟现实技术与军事装备培训相结合的教学方式可以解决接装培训中的很多问题。

1）可以解决传统培训过程中时间和地点受限制的问题。受培训者可以在任何时间和任何地点借助网络平台进行装备使用、维护保养及拆除练习的操作，这极大提高了装备的培训效率和装备性能的发挥。

2）虚拟软件实现了对装备的全方位模拟，克服了传统培训中使用方法讲解不透彻和故障再现困难带来的问题。此外，由于软件使用可以借助网络进行，这使得参加培训的人员数量不受设备数量限制；由于在虚拟软件上接受培训，使得实际装备的使用寿命可以被极大延长。

3）虚拟软件具有一次投入、长期重复使用的特点，这极大降低了传统装备培训经费花费大的问题。

4）虚拟现实技术与军事装备培训结合后，受训者先在虚拟软件上学习装备的各种操作、故障排除和拆装练习，然后待熟练掌握了装备的各项性能后，再到实际装备上进行实装操作，这避免了传统接装培训过程中由于直接在实装上进行学习带来的人员安全、设备损耗以及降低设备使用年限等一系列问题。

5 结束语

近年来，虚拟现实技术发展迅猛，已被推广应用于各大技术领域。本文论述了虚拟技术的基本概念和主要技术特点，阐述了长期以来在装备接装培训中存在的诸多问题，对虚拟现实技术与接装培训相结合的可行性进行分析，给出具体的实施方案，并对方案实施过程中解决的主要问题做了详细介绍。

参考文献

[1]丁双双，李宇庆，魏子任.我军军事职业教育发展探析[J].继续教育，2015，29（1）：13-16.

[2]杨超.对军事职业教育概念的再探讨[J].武警工程大学学报，2015，31（3）：40-43.

[3]赵经成.明确军事职业教育定位构建军事职业教育体系[J].继续教育，2003，17（2）：18-19.

[4]申刚，许仁红，应志昂，等.发展军事职业教育，建设学习型军校[J].时代教育，2011（9）：130.

[5]唐九阳，周广新，郑龙，等.MOOC：军事职业教育的机遇与挑战[J].高等教育研究学报，2013，36（3）：9-11.

[6]曹士信，广艳辉.国际视野下的军事职业教育主要特点及启示[J].继续教育，2015（11）：58-60.

[7]王玉泉，韩朝帅，陈守华.基于虚拟现实的装甲装备维修性定量指标验证方法研究[J].计算机测量与控制，2014，

22（11）：3643-3646.endprint