虛擬現(xiàn)實(shí)&視景仿真技術(shù)在美國軍事上的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)根源可以追溯到軍事模擬,最初的模擬是用來訓(xùn)練飛行員能熟悉和掌握平時(shí)的和緊急情況下的飛行環(huán)境,其實(shí)際的訓(xùn)練是通過將飛行員放在一個(gè)虛擬的環(huán)境中來完成的。這種模擬不僅用來培訓(xùn)噴氣式樣飛機(jī)的飛行員,還可以用來培訓(xùn)操縱坦克、武器和其他設(shè)備的軍事人員。
美國的軍事應(yīng)用一直是推動虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的動力。1988年,美國國防部的先進(jìn)研究計(jì)劃署(ARRPA)就備Simnet,這是一個(gè)連機(jī)網(wǎng)絡(luò),它將分布在世界各地的200多個(gè)模擬艙連接在一個(gè)實(shí)時(shí)的虛擬環(huán)境中。它可以連接各種各樣的飛行器和車輛模擬器,如飛機(jī)和坦克,而且即使兩地分割數(shù)千里,它們的駕駛員也可以進(jìn)行實(shí)時(shí)地交互。該先進(jìn)研究計(jì)劃署還在六十年代末期開始Internet的研究。
在陸軍虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)度表中,下一階段I-Port,這是一種使一個(gè)戰(zhàn)士進(jìn)入一個(gè)虛擬的仿真環(huán)境的單獨(dú)入口,不久的將來,進(jìn)如該虛擬境界的站就可以在視覺和聽覺上都投入到與其他戰(zhàn)士、坦克、飛機(jī)等聯(lián)網(wǎng)仿真環(huán)境中,這一切都發(fā)生在合成戰(zhàn)斗環(huán)境中的真實(shí)地形上。該戰(zhàn)士將完全投入該虛擬還擊功能,這是通過使用一種可提供觸覺和力反饋的接口完成。
目前,Simnet被稱為近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練器(CCTT),它不僅僅是各種個(gè)的戰(zhàn)場虛擬現(xiàn)實(shí)仿真應(yīng)應(yīng)用中的一種,用于合成戰(zhàn)場(STOW),即指揮人員與各種軍用飛行器或戰(zhàn)車的交互性模擬。分布式交互標(biāo)準(zhǔn)(DIS)支持近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練器技術(shù),它是為了通過網(wǎng)絡(luò)將虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)傳送給各種類型的模擬器而建立的一種協(xié)議。
美國軍事部門一直在尋找各種跟好的改進(jìn)這種訓(xùn)練的工具。還有,在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)軍事訓(xùn)練市,不必支付操作實(shí)際坦克所需要支付的費(fèi)用。這類虛擬訓(xùn)練大大地節(jié)省了燃油,而且還防止了環(huán)境污染,而在過去的實(shí)戰(zhàn)演習(xí)中是不可避免的。
圖 虛擬仿真圖
美國的軍事部門一直是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的開發(fā)者,先進(jìn)研究計(jì)劃署已經(jīng)將模擬器聯(lián)網(wǎng)??梢詫⒏鞣N不同類型的模擬器連接在一個(gè)虛擬戰(zhàn)場中。目前將它成為近戰(zhàn)著述訓(xùn)練器(CCTT)。因?yàn)樗€可以將代表戰(zhàn)場上的戰(zhàn)車、人員和戰(zhàn)斗小組的各種模擬座艙連接再一起。所有參與者和各種目標(biāo)都可以投入到一個(gè)合成環(huán)境中。近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練器可以將分布在世界各地的虛擬現(xiàn)實(shí)座蒼連接成一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場。
一名坦克乘員可以在位于加州沙漠的一個(gè)座艙中,而另一個(gè)坦克乘員則可能在歐洲。每個(gè)座艙都是獨(dú)立的,而且利用各自的虛擬現(xiàn)實(shí)接口和計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。模擬時(shí),座艙通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信號,而該網(wǎng)絡(luò)可以通過專用電話線或衛(wèi)星鏈路連接世界各地的座艙。
Simnet可以提高一種協(xié)議,即相互間交換信息的一種協(xié)議,因而不同類型的模擬器可以使用相同類型的數(shù)據(jù)。模擬坦克、裝甲車、直升飛機(jī)、噴氣式飛機(jī)的各種都可以共用同一個(gè)虛擬空間。地形模擬數(shù)據(jù)庫記錄與真實(shí)環(huán)境有關(guān)的地形信息,使得模擬器可以建立實(shí)際地理位置的虛擬拷貝。
那些研制和提供高級仿真技術(shù)的國防工業(yè)承包商正在轉(zhuǎn)向商用市場。在虛擬現(xiàn)實(shí)中心,分布式標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入商用環(huán)境,使得客戶可以通過大量聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)座艙去經(jīng)歷共享的虛擬環(huán)境