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标题: 军事仿真系统 [打印本页]

作者: Iloy 时间: 2014-3-20 09:31
标题: 军事仿真系统
所谓军事仿真，就是在军事方面进行建模，然后利用仿真的技术进行模拟战局、战略、战术的方法。这种方法应用了系统论的观点，并且利用数学建模等多种建模方法。在实践中，军事模拟对于军事作战的指挥有着很大的指导作用。

军事仿真包括武器技术仿真、武器系统仿真以及作战仿真等，已经在军队训练、武器装备研制、作战指挥和规划计划等方面发挥重要作用，成为国防领域的一项关键技术。
军事仿真是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、操作现场等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。由于军事仿真系统可以在很大程度上解决真实作战训练中的许多实际问题，例如，费用过高、危险、受真实环境的限制等，因此从一开始便倍受各国军方的青睐。

方案特色：
采用军事仿真系统使受训者在视觉和听觉上真实体验战场环境、熟悉行将作战区域的环境特征。用户通过必要的设备可与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。
虚拟战场环境的实现方法可通过相应的三维战场环境图形图像库，包括作战背景、战地场景、各种武器装备和作战人员等。通过背景生成与图像合成创造一种险象环生、几近真实的立体战场环境。使演练者“真正”进入形象逼真的战场。
与常规的训练方式相比较，军事仿真系统具有环境逼真，“身临其境”感强、场景多变，训练针对性强和安全经济，可控制性强等特点。
系统集成：
在军事仿真系统由多种虚拟现实软硬件设备系统组成，在软件方面需要有3D建模软件、虚拟现实软件平台；硬件方面包括立体显示系统、3D交互设备及音响设备。下面分别介绍。

一、软件系统
软件系统是军事仿真系统的灵魂部分，没有软件部分各种硬件系统将无法工作，软件部分将各种硬件产品结合在一起形成一个整体协调工作，以实现军事仿真系统所需的各种功能，各种功能需预先开发设定。
1、3D建模软件
3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。3D建模大概可分为:NURBS和多边形网格。 NURBS对要求精细、弹性与复杂的模型有较好的应用，适合量化生产用途。多边形网格建模是靠拉面方式，适合做效果图与复杂场景动画，综合说来各有长处。在军事仿真系统中通过3D建模软件建立各种武器模型及作战场景。
推荐产品：3Ds MAX、Maya、Geomagic FreeForm Modeling Plus。
2、虚拟现实软件平台
在军事仿真系统中，所有的硬件设备都要通过虚拟现实软件平台进行融合如需查看更多请点击>>。常用的平台有TechViz虚拟现实支撑平台、Virtools™ 5.0，下面分别介绍。
1、TechViz虚拟现实支撑平台
TechViz虚拟现实支撑平台将CAD/CAM/CAE软件直接进行多通道显示，使用者可以直接在完整数据的工业模型上进行虚拟装配操作。包含三款软件产品，分别为：人体跟踪、虚拟装配以及手指跟踪软件。
人体跟踪软件
人体跟踪软件可以通过实时全人体跟踪系统显示出人体的虚拟3D模型，能够帮助使用者对人体运动的环境影响因素进行分析，如：分析伸展或人体与3D模型的碰撞情况等。该产品需要配合跟踪器和标记物一起使用。
虚拟装配软件
虚拟装配软件允许用户选择或移动3D模型，查看模型的接触情况，并记录下相关动画以便进行后续分析。该产品适用于部件拆装、维修以及相关培训。
手指跟踪软件
手指跟踪软件采用实时全手动作跟踪系统，可以在3D场景中显示手指的虚拟模型。该产品适用于细节伸展研究以及模型接触分析，需要配合精度手指跟踪器一起使用。
2、Virtools™ 5.0 VR
专为集群式 PC（PC Cluster）而设计，只需使用个人计算机就可以体验「沉浸式虚拟现实」的魅力，不但支持多种标准的虚拟现实硬件交互设备，并且支持多画面高分辨率的立体展示环境。在开发阶段，只需要一台PC就可进行「沉浸式虚拟现实」的多画面模拟。
VR Library 拥有VRNR (Virtual Reality Normalized Resources，虚拟现实标准化资源)，能协助内容开发者在很短的时间内，依照不同的系统需求（投影在平面墙上、立方体或是圆柱体屏幕上）及不同的展示方式(使用空间位置追踪器、游戏杆或是键盘)，选择适当的资源文件，建立VR 的播放环境。同时新增的功能可以创建集群管理方式并且支持多种交互设备，使沉浸式虚拟现实的开发不再遥不可及。
二、硬件系统
1、立体显示系统
立体显示系统作为军事仿真系统中的显示端，为用户提供一种沉浸式虚拟仿真显示环境，可使用户充分体验一种高度身临其境的三维立体视听感受，获得一个具有高度沉浸感的虚拟仿真可视协同环境。立体显示系统包括：单通道三维投影显示系统、多通道环幕投影显示系统、多通道平板投影显示系统、沉浸式CAVE系统、桌面立体显示系统、头戴式显示系统等等。
推荐显示端：沉浸式CAVE系统、桌面立体显示系统、头戴式显示系统、多通道环幕投影显示系统。
2、3D交互系统
军事仿真系统中的3D实时交互设备包括：位置追踪、力反馈、动作捕捉等设备，通过交互设备将人体动作信息发送至计算机，从而实现对虚拟环境中事物的交互操作。
a、位置追踪器
位置追踪器又称位置跟踪器，是指作用于空间跟踪与定位的装置，一般与其他VR设备结合使用，如：数据头盔、立体眼镜、数据手套。
推荐品牌：Polhemus 电磁式无线追踪系统、Xsens惯性位置追踪器、Ascension电磁式位置追踪器。
b、力反馈设备
所谓力反馈（Force Feedback），本来是应用于军事上的一种虚拟现实技术，它利用机械表现出的反作用力。
推荐品牌：HAPTION力反馈设备、Sensable力反馈设备。
c、实时动作捕捉系统
实时动作捕捉技术涉及尺寸测量、物理空间里物体的定位及方位测定等方面可以由计算机直接理解处理的数据。在运动物体的关键部位设置跟踪器，由动作捕捉系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后向系统提交交互数据，实现人机交互。
推荐产品：A.R.T.系统解决方案、Xsens Moven惯性运动捕捉系统、新版3DSuit惯性动作捕捉系统。
应用领域：
虚拟战场环境、诸军种联合虚拟演习、单兵模拟训练与评判、进行指挥员训练。

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