虚拟现实军事旅游

虚拟现实技术为提高军队训练质量、缩短武器装备的研制周期和提高指挥决策水平等都发挥着极其重要的作用。虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）是一系列高新技术如计算机软件、硬件、图形学、多媒体、人工智能、智能人机接口、传感器、高性能计算技术以及人虚拟现实技术为提高军队训练质量、缩短武器装备的研制周期和提高指挥决策水平等都发挥着极其重要的作用。虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）是一系列高新技术如计算机软件、硬件、图形学、多媒体、人工智能、智能人机接口、传感器、高性能计算技术以及人类行为学、心理学等多领域最新技术的汇集与融合。像IT界其他高新技术一样，比如计算机、Internet等，这些新技术不仅是首先应用于军事领域，同时军事领域的应用需求与研究也是这些技术逐步发展成熟的决定性推动力量，VR技术也不例外。到目前为止，虽然VR技术的发展还不尽如人意，很多技术都还不是很成熟，但是VR技术在军事领域已经得到了非常广泛的应用，它为提高军队训练质量、节省训练经费，缩短武器装备的研制周期，提高指挥决策水平等都发挥着极其重要的作用。在虚拟网中作战军事训练是VR技术应用最早，也是目前最成熟和最广泛的领域之一。采用VR技术构建武器装备模拟器和各种联网虚拟训练环境进行军事训练，其突出的特点是不仅能够大大减少实战和实装训练中的人员、物资损失，节约训练经费，提高训练质量，而且还不受自然地理环境等其他条件的约束和限制。目前VR技术在军事训练领域主要集中在以下三个方面:第一，单兵模拟训练。采用VR技术能够构建与实际武器装备几乎一致的模拟系统来对武器操作人员进行培训。这些模拟器不仅能够用来培训新的战斗机飞行员，坦克、火炮、导弹操作人员和其他军事人员，还可以用来锻炼各类熟练的武器操作人员在各类危险环境下的快速反应能力、心理承受能力和熟悉可能要参与实战的作战环境等。更为重要的是，它还可以采用实战中飞行员需要飞行的真实地理环境数据生成虚拟作战环境对飞行员进行实战前的培训。在阿富汗和伊拉克战争中，美军就采用综合了航空照片、卫星影像和数字高层地形数据来生成高分辨率的作战区域三维地形环境，以几乎一致的三维战场地形来训练执行任务的战斗机飞行员。很多飞行员都感慨在执行任务的过程中，见到的环境都在模拟器中见到过，因此，大大减少了执行任务的难度和伤亡率。应用实例:美国的“F－16”战斗机虚拟训练模拟器采用了三维图形可视化生成系统、全封闭立体头盔显示器、三维交互式声音合成技术、Provision高性能图形工作站、六自由度的运动平台等先进技术手段，并制造了与实物同样大小的战斗座舱。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、暴风雪等各种飞行条件，其六自由度的运动平台能够模拟出飞机在各种飞行动作下的运行触觉效应，其三维的声音合成系统能够合成出逼真的三维空间声音的效果。第二，近战战术训练。把在地理上分散的各个战术分队的多个训练模拟器和仿真器连接起来，构建一个基于网络的虚拟作战环境，即形成一个近战战术模拟训练系统。这样的虚拟作战环境，可以使众多军事单位参与到作战过程之中，而不受地域的限制。这种系统不仅可以训练战术级的指挥员，而且还可以进行战役理论和作战计划的检验，并预测军事行动和作战计划的效果,评估武器系统的总体性能等。应用实例:美陆军的“近战战术训练系统”（CloseCombatTacticalTrainer，CCTT）采用先进的主干光纤系统网络并结合分布式交互仿真，建立一个虚拟作战环境，能够仿真包括“艾布拉姆斯”坦克、“布雷得利”战车、HUMVEES武器系统在内的多种武器装备，供作战人员在人工合成环境中完成作战训练任务。该系统通过局域网和广域网联结着从韩国到欧洲的大约65个工作站，各站之间可迅速传递模型和数据，使参演人员能在虚拟环境的动态地形上进行近战战术训练。第三，联合指挥训练。在网络技术的支持下，VR技术可以使相距几千公里的实兵装备、各种虚拟装备模拟器、作战指挥人员、指挥控制系统等连接在一起形成一个高度逼真的合成虚拟环境进行对抗作战演习和训练，效果如同在真实的战场上一样，从而训练高层指挥人员的指挥决策能力。由于虚拟军事演习系统可以任意增加演习的次数，不受自然环境的限制，能够有效的克服传统实兵演习周期长、耗费大，难以在较短的时间实施大规模战区、战略级演习的弊病，在训练高层指挥决策人员中起到至关重要的作用。缩短武器装备的研制周期在武器装备研制的过程中，广泛采用VR技术可以使设计研发人员在研制出真实系统之前，先设计一个虚拟武器系统，对其进行先期的虚拟实验，并根据未来战争的特点和各种作战想定，设置多种典型战场环境、作战背景进行反复验证评估;还可以让研制者和用户同时进入虚拟的作战环境中操作虚拟的武器系统，充分利用系统提供的各种虚拟环境，检验武器系统的设计方案和战技术性能指标及其操作的合理性。这样不仅可以大大缩短武器系统的研制周期，节省大量的研制经费，并能对武器系统的作战效能进行合理评估，从而使武器的性能指标更接近实战要求。目前，在武器装备研制与采办领域逐步得到各国国防部武器装备采购部门和国防工业部门认可的一种新的采办理念是基于仿真的采办（Simulationbasedacquisition,SBA）。SBA本质上是关于武器装备采办的全寿命的管理过程，但是其核心支撑技术是VR技术。实际上，将VR技术应用于武器系统研制的各个阶段，已经成为世界各国武器装备研制策略的重要组成部分。在相关技术的选型与研制方案探索阶段，可以采用基于VR技术的武器装备先期技术演示（AdvancedTechnologyDemonstration，ATD）来对相关技术支撑下的武器装备进行建模并在各种虚拟的作战环境下进行虚拟仿真实验，检验相关技术的可行性，以确保系统设计性能。在系统的研制设计阶段，采用基于VR的虚拟样机技术（VirtualPrototyping）进行虚拟设计，不仅可以保证系统设计的首次制造的正确性，而且可以大大降低研制费用，缩短研制周期。在系统的制造阶段，可以采用基于VR的虚拟制造技术精确模拟计划的生产设施和过程，保证可生产性，降低制造成本，减少生产时间。在最后的实验定型阶段，采用基于VR的虚拟试验可以模拟可能出现的各种情况和环境因素，缩短试验时间和降低试验费用。应用实例:美国第四代战斗机F-22和JSF在研制的全过程中由于采用了VR技术，实现了三维数字化设计和制造一体化，使研制周期缩短50%，节省的研制费用超过93％。由于采用VR技术，在系统设计的初期，就能够向飞行员提供直接体验新设计优点的“虚拟”系统，并能随时按照定货方要求现场修改设计，美军用这一技术成功地设计了“阿帕奇”和“科曼奇”武装直升机的电子座舱等。实际上，VR技术不仅在武器装备研制过程中具有举足轻重的重要作用，在武器装备的学习、维修方面也已经大显身手。提高指挥决策能力在作战指挥决策领域，VR技术的应用主要包括两个方面:一是通过对获取到的情报数据在三维战场环境上合成逼真的三维战场态势场景，有利于指挥人员更加形象直观地把握整个战场态势，辅助指挥员进行决策;二是采用基于VR技术的作战方案分析系统对指挥决策人员提出的决策方案进行仿真分析，以便更好地为决策人员提供参考。目前被广泛应用的三维战场可视化系统，如电子沙盘，数字化指挥所系统就是根据侦察到的战场情报资料和战场自然环境，采用三维图形可视化系统合成出形象直观的三维战场全景图，让指挥员能够全面直观地观察和分析双方兵力部署和战场情况，以便判断敌情，做出正确决议。应用实例:由美国海军实验室（NavalResearchLaboratory）资助开发的Dragon系统可以演示在72小时内，提供90km×90km范围的DTED（数字地形数据）5级（1米分辨率）特征数据和图像特征;在作战之前能够快速将复杂战场态势可视化，使指挥员及其参谋人员能灵活使用二维或者三维动态显示系统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。在作战阶段，采用基于VR技术研制的分析类仿真系统可以为指挥员制定的决策方案进行反复的模拟仿真分析，以提供最佳的作战方案选择。分析类仿真系统不仅能够提供逼真的三维战场环境，而且还能够对指挥员制定的决策方案的执行结果进行直观的可视化展现，使指挥员能够一目了然了解决策方案可能出现的一系列后果，从而为指挥员选择和制定高质量的决策方案提供参考。应用实例:近些年来，美军着眼于其所面临的现实威胁和信息化战争的时代特征，先后研制了一系列大规模诸军兵种联合作战分析类模拟系统，如JWARSS(JointWarfareSystem)、JMASS（JointModelingandSimulationSystem）、NETWARS、WARSIM2000等，并在这些系统的支持下进行了一系列的大规模联合军事演习，为美军的21世纪军事转型研究和军事理论创新提供了强有力的支持。链接:虚拟现实技术在军事领域发展趋势VR技术已经在军事上得到了广泛的应用，并取得了丰硕的成果。VR技术本身的特点以及未来战争的发展趋势都决定了VR技术在未来军事上会有更深入和更广泛的应用。从VR技术的发展和在军事领域应用的趋势来看，VR技术在军事领域应用有如下几个方面的特点：第一个方面是虚拟现实集成环境开始向大规模集成化方向发展。基本特征一是突出大规模的基于广域网互连的虚拟集成环境的构建；二是更加强调跨层次的综合训练应用，即虚拟集成环境涵盖了从单兵模拟器到合同战术、战役，再到联合作战，甚至是战略决策层次，集成了海、陆、空、电子、信息甚至是社会领域的作战与非作战行动；三是强化虚实结合的沉浸式的训练和感知效果。第二个方面是基于混合现实的VR技术在军事领域逐步得到重视。从军事训练领域来看，基于混合现实的训练系统已经进入了实验阶段，如美国InformationinPlace公司研制的AugmentedRealityCombatTraining系统就是一个能够支持将真实士兵、装备、作战环境与虚拟作战实体和环境相结合来组织演习的实验系统。第三个方面是在作战指挥决策领域，辅助决策分析开始延伸到非传统军事领域。例如，构建虚拟社会模型进行作战决策的非军事的国家安全和社会稳定性分析开始得到各国军事高层的重视。可以预见，随着军队信息化建设的不断深入和VR技术的进一步发展，VR技术必将会渗透到军队建设的各个领域，反过来，军事应用会强烈地牵引和推动VR技术快速、深入地发展。虚拟现实在旅游景区中的运用虚拟现实是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境———三维虚拟环境，可以真实地模拟现实世界可以实现的（甚至是不可实现的）物理上的、功能上的事物和环境。用户投入到这种环境中，立即有“亲临其境”的感觉，并可亲自操作、实践，与虚拟的环境交互作用。景区规划将虚拟现实引入到景区全景规划中来，起源于虚拟现实在建筑设计中的应用。建筑设计者用CAD(计算机辅助设计)工具对建筑物进行设计和建模，然后将产生的数据库变换成一个虚拟现实系统。客户可以通过虚拟现实系统的人机对话工具进入该建筑物的虚拟模型，在虚拟漫游的过程中针对不足之处提出修改意见。在这种思路的启发下，景区规划也可以应用三维虚拟景区系统。规划可以通过虚拟现实创造出所开发景区的真实“三维画面”，以便从游客的角度审视未来的景区，确保景区美学意义上的和谐和运营运作上的顺利。如拟建中的景区如何吸引人们的视线、商业网点布置在哪里最佳、污染企业置于何处对景区影响最小等等。借助虚拟现实技术无需规划方案的真正实施，就能先期检验该规划方案的实施效果，并可以反复修改以确定最终方案的制定和施行。网络营销真正的虚拟旅游网站要达到销售的目的，必须尽可能地为旅游者提供精确、详细、真实的信息，吸引潜在旅游者的注意力。首先是空间信息的提供。电子地图是景区规划的必须，而电子地图的核心技术就是虚拟现实(还有地理信息系统、多媒体技术等)。其次是解决实际景观向虚拟空间移植和再现。可以充分利用数字地球和数字城市的成果，通过特定的计算机语言程序就可完成全景图像的网络漫游，