軍事仿真系統(tǒng)解決方案
軍事仿真系統(tǒng)解決方案
軍事仿真系統(tǒng)解決方案
所謂軍事仿真，就是在軍事方面進行建模，然后利用仿真的技術(shù)進行模擬戰(zhàn)局、戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)的方法。這種方法應(yīng)用了系統(tǒng)論的觀點，并且利用數(shù)學(xué)建模等多種建模方法。在實踐中，軍事模擬對于軍事作戰(zhàn)的指揮有著很大的指導(dǎo)作用。
軍事仿真包括武器技術(shù)仿真、武器系統(tǒng)仿真以及作戰(zhàn)仿真等，已經(jīng)在軍隊訓(xùn)練、武器裝備研制、作戰(zhàn)指揮和規(guī)劃計劃等方面發(fā)揮重要作用，成為國防領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)。
軍事仿真是利用計算機生成一種模擬環(huán)境(如飛機駕駛艙、操作現(xiàn)場等)，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術(shù)。由于軍事仿真系統(tǒng)可以在很大程度上解決真實作戰(zhàn)訓(xùn)練中的許多實際問題，例如，費用過高、 危險、受真實環(huán)境的限制等，因此從一開始便倍受各國軍方的青睞。
方案特色：
采用軍事仿真系統(tǒng)使受訓(xùn)者在視覺和聽覺上真實體驗戰(zhàn)場環(huán)境、熟悉行將作戰(zhàn)區(qū)域的環(huán)境特征。用戶通過必要的設(shè)備可與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真實環(huán)境的感受和體驗。
虛擬戰(zhàn)場環(huán)境的實現(xiàn)方法可通過相應(yīng)的三維戰(zhàn)場環(huán)境圖形圖像庫，包括作戰(zhàn)背景、戰(zhàn)地場景、各種武器裝備和作戰(zhàn)人員等。通過背景生成與圖像合成創(chuàng)造一種險象環(huán)生、幾近真實的立體戰(zhàn)場環(huán)境。使演練者“真正”進入形象逼真的戰(zhàn)場。
與常規(guī)的訓(xùn)練方式相比較，軍事仿真系統(tǒng)具有環(huán)境逼真，“身臨其境”感強、場景多變，訓(xùn)練針對性強和安全經(jīng)濟，可控制性強等特點。
方案核心：
在軍事仿真系統(tǒng)由多種虛擬現(xiàn)實軟硬件設(shè)備系統(tǒng)組成，在軟件方面需要有3D建模軟件、虛擬現(xiàn)實軟件平臺；硬件方面包括立體顯示系統(tǒng)、3D交互設(shè)備及音響設(shè)備。下面分別介紹。
一、軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)是軍事仿真系統(tǒng)的靈魂部分，沒有軟件部分各種硬件系統(tǒng)將無法工作，軟件部分將各種硬件產(chǎn)品結(jié)合在一起形成一個整體協(xié)調(diào)工作，以實現(xiàn)軍事仿真系統(tǒng)所需的各種功能，各種功能需預(yù)先開發(fā)設(shè)定。
1、3D建模軟件
3D建模通俗來講就是通過三維制作軟件通過虛擬三維空間構(gòu)建出具有三維數(shù)據(jù)的模型。3D建模大概可分為:NURBS和多邊形網(wǎng)格。 NURBS對要求精細、彈性與復(fù)雜的模型有較好的應(yīng)用，適合量化生產(chǎn)用途 。多邊形網(wǎng)格建模是靠拉面方式，適合做效果圖與復(fù)雜場景動畫，綜合說來各有長處。在軍事仿真系統(tǒng)中通過3D建模軟件建立各種武器模型及作戰(zhàn)場景。
推薦產(chǎn)品：3Ds MAX、Maya、Geomagic FreeForm Modeling Plus。
2、虛擬現(xiàn)實軟件平臺
在軍事仿真系統(tǒng)中，所有的硬件設(shè)備都要通過虛擬現(xiàn)實軟件平臺進行融合如需查看更多請點擊>>。常用的平臺有TechViz虛擬現(xiàn)實支撐平臺、Virtools? 5.0，下面分別介紹。
1、TechViz虛擬現(xiàn)實支撐平臺
TechViz虛擬現(xiàn)實支撐平臺將CAD/CAM/CAE軟件直接進行多通道顯示，使用者可以直接在完整數(shù)據(jù)的工業(yè)模型上進行虛擬裝配操作。包含三款軟件產(chǎn)品，分別為：人體跟蹤、虛擬裝配以及手指跟蹤軟件。
人體跟蹤軟件
人體跟蹤軟件可以通過實時全人體跟蹤系統(tǒng)顯示出人體的虛擬3D模型，能夠幫助使用者對人體運動的環(huán)境影響因素進行分析，如：分析伸展或人體與3D模型的碰撞情況等。該產(chǎn)品需要配合跟蹤器和標記物一起使用。
虛擬裝配軟件
虛擬裝配軟件允許用戶選擇或移動3D模型，查看模型的接觸情況，并記錄下相關(guān)動畫以便進行后續(xù)分析。該產(chǎn)品適用于部件拆裝、維修以及相關(guān)培訓(xùn)。
手指跟蹤軟件
手指跟蹤軟件采用實時全手動作跟蹤系統(tǒng)，可以在3D場景中顯示手指的虛擬模型。該產(chǎn)品適用于細節(jié)伸展研究以及模型接觸分析，需要配合精度手指跟蹤器一起使用。
2、Virtools? 5.0 VR
專為集群式 PC（PC Cluster）而設(shè)計，只需使用個人計算機就可以體驗「沉浸式虛擬現(xiàn)實」的魅力，不但支持多種標準的虛擬現(xiàn)實硬件交互設(shè)備，并且支持多畫面高分辨率的立體展示環(huán)境。在開發(fā)階段，只需要一臺PC就可進行「沉浸式虛擬現(xiàn)實」的多畫面模擬。
VR Library 擁有VRNR (Virtual Reality Normalized Resources，虛擬現(xiàn)實標準化資源)，能協(xié)助內(nèi)容開發(fā)者在很短的時間內(nèi)，依照不同的系統(tǒng)需求（投影在平面墻上、立方體或是圓柱體屏幕上）及不同的展示方式(使用空間位置追蹤器、游戲桿或是鍵盤)，選擇適當?shù)馁Y源文件，建立VR 的播放環(huán)境。同時新增的功能可以創(chuàng)建集群管理方式并且支持多種交互設(shè)備，使沉浸式虛擬現(xiàn)實的開發(fā)不再遙不可及。
二、硬件系統(tǒng)
1、立體顯示系統(tǒng)
立體顯示系統(tǒng)作為軍事仿真系統(tǒng)中的顯示端，為用戶提供一種沉浸式虛擬仿真顯示環(huán)境，可使用戶充分體驗一種高度身臨其境的三維立體視聽感受，獲得一個具有高度沉浸感的虛擬仿真可視協(xié)同環(huán)境。 立體顯示系統(tǒng)包括：單通道三維投影顯示系統(tǒng)、多通道環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)、多通道平板投影顯示系統(tǒng)、沉浸式CAVE系統(tǒng)、桌面立體顯示系統(tǒng)、頭戴式顯示系統(tǒng)等等。
推薦顯示端：沉浸式CAVE系統(tǒng)、桌面立體顯示系統(tǒng)、頭戴式顯示系統(tǒng)、多通道環(huán)幕投影顯示系統(tǒng)。
2、3D交互系統(tǒng)
軍事仿真系統(tǒng)中的3D實時交互設(shè)備包括：位置追蹤、力反饋、動作捕捉等設(shè)備，通過交互設(shè)備將人體動作信息發(fā)送至計算機，從而實現(xiàn)對虛擬環(huán)境中事物的交互操作。
a、位置追蹤器
位置追蹤器又稱位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設(shè)備結(jié)合使用，如：數(shù)據(jù)頭盔、立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套。如需查看更多請點擊>>
推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統(tǒng)、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。
b、力反饋設(shè)備
所謂力反饋（Force Feedback），本來是應(yīng)用于軍事上的一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)，它利用機械表現(xiàn)出的反作用力。如需查看更多請點擊>>
推薦品牌：HAPTION力反饋設(shè)備、Sensable力反饋設(shè)備。
c、實時動作捕捉系統(tǒng)
實時動作捕捉技術(shù)涉及尺寸測量、物理空間里物體的定位及方位測定等方面可以由計算機直接理解處理的數(shù)據(jù)。在運動物體的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器，由動作捕捉系統(tǒng)捕捉跟蹤器位置，再經(jīng)過計算機處理后向系統(tǒng)提交交互數(shù)據(jù)，實現(xiàn)人機交互。
推薦產(chǎn)品：A.R.T.系統(tǒng)解決方案、Xsens Moven慣性運動捕捉系統(tǒng)、新版3DSuit慣性動作捕捉系統(tǒng)。
應(yīng)用領(lǐng)域：
虛擬戰(zhàn)場環(huán)境、諸軍種聯(lián)合虛擬演習(xí)、單兵模擬訓(xùn)練與評判、進行指揮員訓(xùn)練。
相關(guān)案例：
搜維爾推薦方案一
名稱：基于弧幕立體展示系統(tǒng)的軍事仿真系統(tǒng)解決方案
系統(tǒng)優(yōu)點：利用位置追蹤器跟蹤肢體動作進行交互可對虛擬場景模型進行旋轉(zhuǎn)和位移等，數(shù)據(jù)手套可以細化到每個手指的動作體現(xiàn)，根據(jù)需要可添加力反饋裝置表現(xiàn)反作用力。
搜維爾推薦方案二
名稱：基于3D立體顯示器的軍事仿真系統(tǒng)解決方案。
系統(tǒng)優(yōu)點：該方案是一套性價比較高的展示系統(tǒng)，滿足小范圍應(yīng)用，顯示端可選擇戴眼鏡和不戴眼鏡的兩種3D立體顯示器進行展示。
搜維爾推薦方案三
名稱：基于頭戴式顯示器（數(shù)字頭盔）的軍事仿真系統(tǒng)解決方案。
系統(tǒng)優(yōu)點：該方案是一套適合小型研究室或者研究所，可以體現(xiàn)出要完美的效果，以實現(xiàn)對前期概念的論證。
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