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砸十亿美元投入虚拟视觉技术!美军或成横跨亚欧的有生命战争怪兽

发布时间:2024-01-14 18:00:11 人气: 来源:bob平台官网入口

  早在本世纪初信息化革命迅速展开之际,就有人预测在不久的将来一种全新的模拟技术能还原真实场景中很难重现的一幕,而这种场景的真实性和操作者身临其境的感受,也是任何影片视频所不能够比拟的。而今VR技术(虚拟现实技术)让当年的预言成为现实,不少游乐设施中就通过虚拟视觉带来的感官冲击,让游客们乐在其中。如今,随着VR技术成本的降低以及应用普及化,其在社会各行业的存在感也不断提升。

  现代化军事训练中,往往会面临百论不如一战的技术困境:新兵们在接受信息化战争的课程培训时往往会在面对书本、投影图像或纪录片因距离而产生基本认识和掌握方面的差距,进而在信息化作战演习甚至小规模实战中一时间难以将所学的东西正确运用于真实的操作,部分人甚至彻底忘却了信息化战争的基本概念。在这种困境面前,一些他国军事技术专家开始正视到VR技术的巨大作用,他们都以为这会成为未来国防高技术发展的关键,将会极大协助大型精密武器的制造以及数字化时代单兵训练。从其原理来看,这种技术依旧是以计算机技术为核心,形成和现实环境酷似的数字化虚拟场景,此时操纵者会发现了自己的视听和触觉一如瞬间融入了这个现实中并不存在的环境中。此时,使用者还能在沉浸虚拟世界的同时利用设备的交互性和同时融入虚拟环境的其他使用者进行联络和互动,其互动的桥梁都依靠VR头显来实现。

  正常来讲,虚拟现实系统的实现离不开如下技术设备的协助:首先电脑主机将会完成对虚拟场景模型建立和细节的完善,成为系统的中央处理模块,同时其内部数据库还会存储场景内模型的所有数据;而VR头显则担当这系统的显示端口,主机完善成型的模型将会按照用户和发明者的需求通过此出现在其视觉镜片上。当这一切经过初步塑性后,位置将会在这个虚拟空间内进行实时定位,以便任何用户都可以在此完成一系列肢体动作。此时,使用者就能借助包含多种类型信息的控制手柄来提升自身的多感官体验,这就让自己的互动性超过了单纯键盘和鼠标方式介入改变虚拟场景和自身动作的水平。在体验过程中,系统自带的拍摄设备还会拍摄出全景视频并将其导入模型库,用户使用时则能够正常的看到全方位的立体现场,以现阶段技术来看这一技术的实现主要依托全景相机。与常态的电脑网络系统一样,这种虚拟环境的建立则同样依托数据线、充电线、转换接头和音响,它们将和软件系统中的全息立体模型构筑内容和仿真计算系统最终完善模型和场景本身。

  很明显这种VR技术会在军事技术上做出巨大贡献,严格意义上,虚拟视觉环境的起源可以追溯到1968年,当时第一种头盔显示器达摩克利斯之剑就是最初的头戴型VR产品。时至今日,一些军事技术较为发达的国家在VR技术获得巨大发展后将其军事领域的用途迅速拓宽,最终用于虚拟战场环境建立、单兵训练项目环境模拟、网络信息作战模块构建、指挥官训练以及武器细节建模研发和数字化生产线建立等。一份美军内部的研究显示VR技术能模拟不同环境下面对不同假想敌的不同作战效果,亲历者表示这就犹如所有人参与了一次不会流血伤亡的实战,这不同于观看纪录片后机械照搬其中内容和作战条例,更不同于简单的模拟训练弹打靶,无疑让所有人的技战术水平、心理承受力和应变力得到很大提升。而不同地域和环境的建立,更是让小到单兵分队大到舰队都在最廉价的环境下得到配合。在这种模拟的全景图上,跨兵种联合司令部的指挥官更是能够最终靠传感技术实时掌握己方甚至敌方可能的态势和兵力武器部署,进而最大限度节约时机构思最佳对策,从原理上看这几乎是数字化兵棋的完美升级版,瞬间就让昔日海湾战争中的美军显得过时。多年来,美军强调信息网络战,而VR技术则可以更顺利地让美军由此将假的信息传输同样走上信息化作战的对手,进而让敌人的节奏被带乱甚至不得不按照自己的节奏进行这场必输的战争。而新型武器往往具有左右战局的作用,这些武器的开发者在过去多年中都不得不依靠复杂繁琐的传统设计模式,这就难以让他们顺利介入局部设计模型的改进和完善,在一些武器的VR环境中,设计者本人都能进入该环境中亲自体验某种模型结构下的武器在实际应用中的效果,进而迅速在后续设计中进行针对性完善,其效果比起传统模式有了质的提升。

  2011年,美国陆军推出了虚拟现实军事训练系统DSTS,该系统包括9个可穿戴设备、5个多功能工作站、一个半自动化控制工作台和一个战斗总结回顾站,这是一种专门针对特种分队的新兵训练模拟系统,大多数都用在让执行特战任务的士兵在完全接近实战的环境下提高个人正确的条件反射本能,进而在未来进入实战时迅速适应环境。在DSTS系统中,其头盔的上下左右视角能兼顾各60度,基本上符合了一个士兵在战场上的肉眼视觉范围,并配套了专用耳机用于成员和小组其他人的协作沟通。当士兵在该系统构筑的虚拟环境中时还会在对应身体所有部位的惯性传感器,由此进行基本等同于训练场的各种动作进而完成真正的协同和交战模拟,最多时可以让9人同时在线进行训练。一般而言每个人的虚拟空间都有9平方米左右,其的操纵杆还会和按钮之间根据人的现实动作幅度和力度进行位移,而这些都是由其便携式背包电脑内的连接线来实现的。测试表明,该系统不但能模拟各类环境,而且还能通过画面回放判定每个人的表现,并记录每个人在完成各类任务时所需时间,战斗中所有人的射击次数/效果以及何时沟通以及沟通时的内容也会被明确记录,并作为总结参考的基础。

  此后,美国海军实验室又资助了龙系统的问世,这种系统专门用于指挥官培训,有证据说明美国海军部分单位已在低烈度实战中对其进行了实践操作。龙系统能在三天内提供90X90千米的数字地型数据和误差不小于1米的目标区地形特征还原。战争开始前还能将战场态势可视化,进而让指挥官和幕僚们能够最终靠二维或三维显示视角有效制定计划和再度审视行动时间表,并实时观测到任何敌我态势。通过数据线连接,它还能让总部指挥特定单位的官兵,以使其可以在行动前就掌握任务区域的基本地理信息以避免陷入埋伏或迷路。龙系统能在工作平台和头盔显示器上运作,进而以某地的地图或某任务的作战单位为中心点进行导航,操纵时只需操纵杆进行人机互动,可谓方便至极。洛克希德马丁公司作为美军隐形战机的重要开发单位,早在2002年交付美国陆军CCTT近战战术培训系统,该系统耗资超过十亿美元,是美军目前最大的分布式交互模拟系统,大多数都用在为装甲兵和机械化部队提供集体训练,其训练涵盖了全员模拟器、模拟指挥车、现场营指挥车、联合武装机动、广域安全战术任务等,其模拟对象包括艾布拉姆斯主战坦克等美军现役载具和装甲战单位。CCTT系统具有大量先进的主干光纤网络系统结合分布式交互仿真,能够最终靠局域网和广域网连接欧洲到韩国之间的65个站点,如此广袤区域之间会由此迅速共享同一信息和数据,进而让作战官兵在同时达成目标,一如上网课。更有必要注意一下的是,CCTT系统还包括固定和移动两种类别,后者可以随着公路转移到其他训练点或在现实环境中和部队一道部署,进而实现美军多兵种合成协调行动。

  虽然美国目前在高超音速武器发展方面逊于中俄,但不少美国导弹设计单位却觉得自身足以在短期内迎头赶超,他们的信心就建立在洞穴式自动虚拟系统(CAVE)上。该系统为美国雷神公司开发,主要是通过投影显示和硬件交互终端等感知器件组成的沉浸式虚拟现实显示系统,能够最终靠融合高分辨率立体投影技术、多通道场景同步技术、音响和传感器技术形成立体三维环绕影像虚拟环境系统。通过这种虚拟系统,设计者可以迅速完善导弹的弹体设计以及内部元件布局,进而在最短时间之内完成更成熟先进的导弹蓝图。雷神公司认为,在CAVE系统问世前,导弹设计人员只能依靠CAD等老一代软件交流设计的具体方案,对人力和时间是一种很大浪费,进而最终让整体进度不尽如人意,特别是对导弹的技术隐患难以第一时间准确修正。而CAVE得到普遍应用后,设计人员就能节约时间用于导弹战场环境模拟,进而通过虚拟系统实践和局部建模迅速还原的方式找到问题所在。当导弹最终设计被锁定后,设计人员还能通过该系统测试和验证生产线的生产单元布局,设备安全性等因素,进而降低生产时的危险性和资源浪费。

  根据近年来VR技术的发展,未来该技术用于军事后将侧重于多元化虚拟战场,由于未来战争会是海陆空天以及信息化、心理战和多元化社会角度的融合,所以多维空间内必须配合交流得当。未来之战中,VR技术的特点必然会使其在联合作战和情报综合处理方面具有无法替代的地位。对于一些顶级强国而言,其部队分布往往比较广泛,但军事通信和计算机技术却可以消除距离带来的不同步问题,因此分散模拟训练也会让VR技术大有用武之地,因为作战模拟训练中心将会控制不一样的区域的单位和各指挥官进而实现作训同步化。在美军的一系列测试和局部低烈度战争中,VR技术的军事价值得到了验证,这无疑会让美军试图再次拉开代差优势的计划得到优势底牌。对中国而言,虽然自身VR技术起步晚但发展速度同比显然有自己的优势,且逐步快速普及到社会多行业,并涉足国防领域。因此,结合外军的技术经验,将其精华之处用于的信息战建设也是一种必须之举。

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