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未來戰(zhàn)場對參戰(zhàn)士兵的作戰(zhàn)能力提出了更高要求，僅靠開展實訓已難以滿足作戰(zhàn)需求。各國軍隊正在尋求利用虛擬現實技術，建立沉浸式虛擬仿真訓練環(huán)境開展單兵訓練，在提升訓練效果的同時，又能有效避免訓練傷亡，并節(jié)省訓練費用。沉浸式虛擬仿真訓練與傳統虛擬游戲訓練系統不同，不再通過鼠標和鍵盤操作，而讓士兵完全沉浸在逼真的戰(zhàn)場虛擬環(huán)境中開展訓練，以最大限度貼近實訓，既可提升訓練效果，又能有效避免訓練傷亡，并節(jié)省訓練費用。

沉浸式單兵戰(zhàn)術訓練

美國陸軍耗資5700萬美元研制出的陸軍步兵訓練系統(DSTS)，是近年來首個投入使用的沉浸式軍事虛擬仿真訓練系統。DSTS包括可穿戴計算機系統、人體傳感器、具備光學瞄準鏡的仿真武器以及觸覺反饋墊。系統允許9名士兵同時參與訓練，通過頭盔顯示系統觀察整個虛擬戰(zhàn)場環(huán)境和其他隊員的行動。士兵根據作戰(zhàn)任務做出相應的戰(zhàn)術動作，例如行走、下蹲、扔手榴彈，以及遇到攻擊進行戰(zhàn)術躲避并召喚近距空中支援等。

該系統最大的優(yōu)點之一是能夠提供山地、叢林和沙漠等讓人身臨其境的戰(zhàn)場環(huán)境，例如美軍在印第安納的陸軍基地就能將阿富汗的地形真實展現給士兵。系統還可以支持各種作戰(zhàn)任務，包括大規(guī)模作戰(zhàn)、非常規(guī)作戰(zhàn)、平時任務以及民事支援等。由于能夠對作戰(zhàn)人員進行同一作戰(zhàn)環(huán)境、同一作戰(zhàn)任務的反復演練，因此能極大提高真實訓練的效果。此外，DSTS還提供多角度數字場景回放功能。訓練結束后，可從第三者視角或者全景視角進行回放，細致觀察每個動作，總結訓練中的得失，這是在真實訓練中難以做到的。

沉浸式單兵武器操作訓練

伴隨現代單兵武器系統的科技含量日益提高，真實訓練產生的風險和耗費也日漸加大，因此武器系統的虛擬仿真訓練更具有無可比擬的優(yōu)勢。

美國著名武器制造商雷神公司基于VBS2商業(yè)游戲引擎開發(fā)了新的虛擬作戰(zhàn)系統，系統包括兩個部分：用于游戲仿真的軟件插件和用于控制軟件的武器硬件。武器系統的構成、功能在虛擬環(huán)境中將得到真實再現，各種按鈕、光學瞄準具、彈藥發(fā)射等都得到了精確復制。系統同樣利用了頭盔顯示技術和運動記錄技術，士兵按下按鈕等操作信息將實時傳回系統，控制虛擬人物做出同樣的動作。以“標槍”系統為例，士兵訓練一天就可以掌握基本操作技巧，第二天就能在虛擬環(huán)境中與分隊一起開展戰(zhàn)術訓練。迄今為止，雷神公司已經為“標槍”“陶”式等單兵反坦克導彈以及“毒刺”單兵近程防空導彈開發(fā)了虛擬作戰(zhàn)訓練系統。

下一代系統：增強現實環(huán)境

隨著軟硬件技術的成熟，未來軍隊對虛擬環(huán)境的需求會繼續(xù)擴展，能夠進一步縮小虛擬與現實之間距離的增強現實技術已經進入軍方視野。增強現實是在虛擬現實的基礎上發(fā)展起來的新技術，通過計算機系統提供的信息增加用戶對現實世界感知，將虛擬的信息應用到真實世界，并將計算機生成的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景中，從而實現對現實的增強。它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術。

美國陸軍的未來整體訓練環(huán)境就是基于這樣的思想，陸軍合成武器中心下屬的國家仿真中心正在開發(fā)新的訓練模型，運用增強現實技術將真實訓練與虛擬仿真訓練結合起來，創(chuàng)造無縫、混合的沉浸式增強現實環(huán)境，使得士兵的訓練與實戰(zhàn)無異。該系統包括了大量逼真的戰(zhàn)場空間場景，例如在城市作戰(zhàn)環(huán)境中，士兵在真實的街區(qū)執(zhí)行任務，但是通過頭盔顯示器能看到建筑物或者廢墟后面出現的敵人或者其他情況。預計最終成型的系統將降低集成費用，提高靈活性并減少操作人員。

技術面臨的問題與挑戰(zhàn)

虛擬現實訓練環(huán)境帶來的優(yōu)勢是顯而易見的，但是目前也存在一些亟待解決的問題。例如，沉浸式虛擬仿真環(huán)境中使用頭盔顯示器可能會讓某些士兵產生模擬器眩暈癥，可以持續(xù)數分鐘到24小時不等。在此期間士兵進行駕駛、機器操作、武器訓練等將產生不利影響。此外，當前的虛擬現實技術主要注重對物理地形的建模，但是今后大量的非常規(guī)作戰(zhàn)任務需要士兵掌握作戰(zhàn)地區(qū)社會文化等人文地形特征，具備一定的跨文化交流能力。而目前針對人文地形建模的實現還有賴于個體和群體行為建模仿真技術以及人工智能的進一步發(fā)展，要開發(fā)出具有實用價值的綜合仿真環(huán)境還有很長的路要走。

需要指出的是，開展沉浸式虛擬仿真訓練的目的并非要取代真實訓練，而是盡可能利用技術發(fā)展，提高訓練費效比，降低訓練風險，從而整體提高戰(zhàn)斗力。可以預見，隨著仿真技術的不斷進步，更多高質量的虛擬仿真環(huán)境會逐步投入使用，對未來軍事訓練方式將帶來革命性影響。