A. 平板電腦在軍事領域的應用
軍事領域的多媒體技術應用
二次世界大戰以後,人類在高新技術領域取得的一系列重大突破和進展中,最引人注目的
是信息技術的發展。聯接世界各地的高速度、大容量、多媒體、自動化的信息網路,極大地
提高了信息傳輸能力,在促進未來世界經濟和社會生活發生深刻變革的同時,在軍事領域內正
引發一場新的革命。
80年代以來,世界各地爆發了一系列高技術下的局部戰爭。海灣戰爭是用舊方式進行的
一場新武器裝備戰爭,它是信息時代高技術戰爭的雛形。總結海灣戰爭的經驗可以看出,以微
電子技術為基礎,以計算機為核心,包括激光、感測器、多媒體、人工智慧等新技術在內的現
代信息技術是當代影響戰爭和軍隊發展的各種新技術中具有關鍵性作用的高技術,是未來"對
武器裝備水平以及軍事力量結構的發展起第一位推動作用的技術",是這次軍事革命的核心和
基礎。因此,高技術戰爭從某種意義上說就是信息技術的戰爭。
隨著軍事技術革命的不斷深入,部隊的組織指揮機構已經從面向武器系統進行組織的戰
斗集體轉變成為面向信息系統進行組織的戰斗集體。所有這一切必然提出非常嚴格的信息要
求,如何切實有效地收集、掌握、處理、傳送和表現諸如戰場環境、敵我友三方兵力編成、
武器性能、指揮員特點等紛繁復雜的信息資料,則成為未來信息高技術戰爭要突出解決的關
鍵問題。而迅速崛起的多媒體技術,由於其自身的特點,在解決上述問題中表現出不可替代的
作用,以致於隨著多媒體應用的普及,在軍事領域內也相應地掀起一個多媒體技術應用的熱潮
。
一、多媒體技術在軍事領域中的應用
歷史上,許多新技術一出現便首先在軍事領域中得到應用,多媒體技術也不例外。
目前,多媒體技術在軍事領域中的應用主要有以下幾方面:
1.作戰指揮與作戰模擬
這方面的典型應用有作戰指揮自動化(C3I)系統。該系統在情報偵察、網路信息通信、
信息處理、電子地圖、電子沙盤、戰場態勢顯示、作戰方案選優、戰果評估等方面均大量采
用了多媒體技術。其它如多媒體作戰對抗模擬系統、多媒體作戰指揮遠程會議系統、虛擬戰
場環境等也都大量採用了多媒體技術。
2.軍事信息管理系統
多媒體技術主要用於軍事信息查詢以及在軍事情報信息的採集、存儲、處理、傳送、檢
索過程中表現出的多媒體化,即分布式多媒體資料庫的應用。這方面的典型應用有多媒體裝
備信息管理系統、多媒體後勤支援系統、多媒體情報信息管理系統等。
3.軍事教育與訓練
在這方面,多媒體技術應用的實例最多。如軍事院校自行研製了大量的軍事基礎課和專
業課的多媒體教學課件。為了節省使用實際武器裝備的費用,各軍兵種均研製了武器裝備操
作使用的多媒體模擬模擬系統,以及武器裝備維護、保養等多媒體指導與訓練系統。
4.武器裝備的研製、生產及應用
在武器裝備研製生產過程中,由於採用了多媒體數據和模型可視化技術,使武器的研製與
生產周期大大縮短,產品質量得到提高,差錯率大大降低。在戰斗機駕駛員座艙中,由於採用
了多媒體綜合控制,有效地減小了駕駛員的緊張心理,提高了作戰反應能力。
5.軍事娛樂與游戲
隨著多媒體技術的發展,許多高檔的軍事型電子游戲光碟軟體紛紛出現。操縱各種戰斗
機的空戰、駕馭艦艇的海上大戰、反空襲的地空大戰、兩軍對峙的坦克大戰等,栩栩如生的
畫面、繪聲繪色的場景使人們在消閑中學到了現代軍事技術和知識。
近年來,虛擬現實技術的出現將多媒體的應用提到了一個新的更高的境界。
從多媒體技術在軍事領域中的應用模式來看,大致有三種情況:一是終端用戶方式的應用
二是開發式應用模式;三是為面向軍事應用而進行的開發方法與開發工具的研究。
當前,軍事系統各部門、各專業都把多媒體技術的應用作為本部門學習和應用高新技術
的主要標志之一,而且這種應用的成果也最直接、最明顯。在這種情況下,我們特別要注意應
用系統的開發策略與總體規劃的研究,避免盲目性。這樣才能使多媒體設備和資金合理投入
,所研製的系統具有開放性、升級性,其標准化、通用化程度高,互聯性強。多媒體應用系統
是一個資金與技術投入均較高的工作,各單位主管部門均要統籌安排,充分發揮多媒體開發平
台和開發工具的效益,避免重復投資和資源浪費。
二、典型的軍事多媒體應用系統
1.美軍作戰模擬網路SIMNET
該系統是一個分布式廣域網多媒體模擬系統。這個系統將分布在美國和德國11個城市的
設備和人員用計算機網路聯接成一個大的系統,如圖1所示。該系統包括了約260個地面裝甲
車輛模擬器和飛機飛行模擬器,以及通信網路、指揮所和數據處理設備等。通過這個系統可
以訓練多兵種多層次的軍事人員和團組,也可對武器系統的性能進行研究和評估。之後又在
SIMNET的基礎上發展了DIS(分布式交互模擬)技術,范圍擴展到包括陸、海、空各軍兵種武器
平台綜合模擬環境,實現了體系對抗模擬。
系統在分布交互模擬、網路介面與通信、模擬客體的表現形式和數據傳輸、火力與兵力
的計算生成等方面大量採用了多媒體技術與虛擬現實技術。使"作戰"參與者可以看到在地面
行進的坦克和裝甲車,在空中飛行的直升機、殲擊機和導彈,在水面和水下游弋的艦艇;可以
看到坦克行進時後面揚起的塵土和被擊中時燃燒的濃煙;可以聽到飛機或坦克的隆隆聲由遠
而近,並能從聲音辨別出目標的方向和速度。參與者可以用自己駕馭的武器瞄準、射擊上述
目標,也可以駕馭操縱各種模擬裝備。總之,在作戰或實戰演習中的各種能被人感知的信息均
被系統以多媒體綜合處理與表現形式再現出來,形成了一個逼真的戰場環境。
2.飛行模擬器(Flight Simulator)
現代軍用飛機是多種高技術集於一身的武器裝備,其高性能的動力裝置、精確的導航系
統及復雜的電子系統要求飛行員必須具備精湛的駕駛技術。由於在真實飛機上訓練駕駛員耗
資大,又受到空域場地的限制,多年來人們都採用飛行模擬器來訓練飛行員。在實現飛行模擬
器的種種技術中,多媒體與虛擬現實技術佔有重要而不可缺少的地位。
一般飛行模擬器由下列四部分組成:
(1)座艙系統
具有和真實飛機(所模擬的飛機)一樣的布局。主要包括:
·儀表顯示系統 實時顯示飛機的各種飛行參數和機載系統的運行狀態。
·操縱負荷子系統 給飛行員提供操縱桿、舵時的負荷力的感覺,與在真飛機上一樣,隨
著飛行速度、飛行高度、舵偏角大小的變化而變化。
·音響子系統 給飛行員提供如發動機噪音、氣流噪音、輪胎滾動的隆隆聲等各種音響
效果。
(2)視景系統
為飛行員提供座艙外的前視景象,包括機場跑道、田野、建築物、燈光、河流、道路、
地形地貌等。還能模擬天氣的能見度、雨、雪、雲等氣象條件以及晝夜景象、空中及地面的
活動目標的圖像,使飛行員有身臨其境的感覺。
(3)運動系統
為飛行員提供了動感。通常採用六自由度伺服液壓系統將整個座艙托起,模擬飛機飛行
中的各種姿態。
@@50D19000.GIF;圖1 SIMNET作戰模擬系統網路@@
(4)計算機系統
是飛行模擬器的核心,其模擬訓練軟體具有對多媒體信息進行綜合、實時交互、控制、
表現等多種處理的功能,是一個典型的高檔多媒體計算機系統。圖2是飛行模擬器的原理框圖
。
@@50D19001.GIF;圖2 飛行模擬器原理示意圖@@
飛行模擬器是最早,也是最全面地運用多媒體技術的典型系統之一。由於其巨大的經濟
和軍事效益而得到了迅速發展。目前我國有關單位也已研製了多種型號飛機的飛行模擬器。
3.多媒體導彈模擬訓練系統
該系統是一套基於多媒體技術的導彈訓練模擬系統。它充分體現了多媒體技術的集成性
和交互性,使操作手擺脫了第一代訓練模擬器單調乏味、以字元文本為主的交互方式,代之以
生動逼真的實彈模擬操作控制台和操作訓練環境,使訓練人員能以更直觀生動、方便的方式
完成教學訓練任務。該系統由三部分組成:
(1)操作模擬子系統
採用觸摸屏模擬實際操作面板。模擬面板上顯示了實際操作面板的各種開關、按鈕與扳
鍵等操作部件和系統的各種儀表、指示燈等反應體部件的圖像。操作手根據操作規程(系統
可以語音形式提示)對導彈系統操作時(觸摸有關操作部件的圖像),相應的系統狀態反應就在
反應體圖像中顯示出來。
(2)環境模擬子系統
逼真地顯示或再現了實際操作現場的場景及各種音響效果。
(3)導彈原理與結構子系統
以多媒體形式供教員和指揮員對部隊戰士進行基礎知識訓練,是互動式課件系統。
整個系統不僅能真實再現訓練場景及操作面板的外觀布局,在操作訓練中正確模擬各種
操作口令和控制面板上的各類響應及顯示現象,還具有對錯誤操作系統的提示(語音及文字方
式)及評定訓練成績的功能。系統研製中採用了面向對象的設計方法,所研製的系統軟硬體稍
加修改即可用於其它以操作面板為主的訓練器材中。
4.軍隊院校多媒體網路教學系統
隨著軍事信息高速公路建設突飛猛進的發展,軍事訓練和院校教育手段的現代化也加快
了步伐。採用多媒體技術和網路技術,適應現代教育思想、教育理論和教育模式的"軍隊院校
多媒體網路教學系統",最近在空軍工程學院研製成功,並投入運行。圖3是系統網路結構圖。
@@50D19002.GIF;圖3 系統結構圖@@
系統採用交換式乙太網、多級樹狀星型拓撲結構,由三部分組成:
(1)控制檯子系統 是整個系統的指揮調度部件,教師用其控制課堂的教學活動,系統的大
部分功能都是通過它來完成的。
(2)教師機子系統 是系統的主體用戶——教師操作的部件,主要完成用於教學演示課件
的運行,以及諸如實物投影儀、電子白板等工具的運行。
(3)學生機子系統 是系統的客體用戶——學生操作的部件,主要完成教學信息的接收及
電子舉手功能等。
該系統從全面培養人才素質入手,設計並實現了網路教學平台、網上常用操作、課件管
理等三個方面的系統功能。系統通過網路將傳統機房或電腦教室的微機、各專業教室的電化
教學設備聯成一個整體,從而實現了各種軟體教學資源共享,尤其是各種教學課件的多媒體信
息能通過網路傳輸實現共享,從而實現了教學中的教師與學生、學生與學生之間的交流。使
整個教學過程生動、直觀、形象,提高了教學質量。網路與全軍和國家教育科研網聯網後可
進行遠程多媒體教學。系統在多媒體信息綜合處理、實時傳輸、控制及表現等方面克服了一
些技術難點,達到了實時性的要求。
三、展望
在軍事領域中,多媒體技術的應用已從武器模擬模擬領域發展到作戰指揮、軍事信息工
程、教育訓練、武器裝備革新直至辦公自動化等各個方面,應用前景日益廣闊。但是,我們也
應看到,多媒體技術還是一門新興技術,無論在其基礎理論技術還是開發方法和工具平台等方
面都還處於逐步發展完善之中,也還有許多難題需要攻關解決。當然,目前距離多媒體技術的
最終目標——多維信息處理的"人性化"(或適人化)還相差甚遠。隨著越來越多的軍事技術人
員投身於多媒體技術的理論研究和實際應用中來,可以預計,在不遠的將來,多媒體技術在軍
事領域中的應用水平必將邁上一個新的台階,多媒體必將為新軍事革命的發展做出更大的貢
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