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(xiàn)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(tǒng)虛擬游戲訓練系統(tǒng)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(tǒng)(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(tǒng)。DSTS包括可穿戴計算機系統(tǒng)、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(tǒng)允許9名士兵同時參與訓練，通過頭盔顯示系統(tǒng)觀察整個虛擬戰(zhàn)場環(huán)境和其他隊員的行動。士兵根據(jù)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(tǒng)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(xiàn)給士兵。系統(tǒng)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(shù)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(xiàn)代單兵武器系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)，系統(tǒng)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(tǒng)的構成、功能在虛擬環(huán)境中將得到真實再現(xiàn)，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(tǒng)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(tǒng)，控制虛擬人物做出同樣的動作。以“標槍”系統(tǒng)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(tǒng)。

下一代系統(tǒng)：增強現(xiàn)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(xiàn)實之間距離的增強現(xiàn)實技術已經進入軍方視野。增強現(xiàn)實是在虛擬現(xiàn)實的基礎上發(fā)展起來的新技術，通過計算機系統(tǒng)提供的信息增加用戶對現(xiàn)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(tǒng)提示信息疊加到真實場景中，從而實現(xiàn)對現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)實環(huán)境，使得士兵的訓練與實戰(zhàn)無異。該系統(tǒng)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(xiàn)的敵人或者其他情況。預計最終成型的系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(xiàn)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。