三維動畫軟件的普及, 三維動畫技術(shù)在影視、廣告、建筑、醫(yī)療、科研、教學等領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應用。三維動畫技術(shù)在軍事領(lǐng)域, 主要用于構(gòu)造三維武器裝備模型和三維戰(zhàn)場環(huán)境模型, 并圍繞這兩種類型的模型展開多方面的應用。

　　武器裝備是構(gòu)成軍隊戰(zhàn)斗力的重要方面, 利用三維動畫技術(shù)構(gòu)造的三維武器裝備模型, 能精確模擬和再現(xiàn)各種武器裝備的外部造型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理等, 在武器裝備的研制開發(fā)、訓練教學、維護保養(yǎng)等各個環(huán)節(jié)都有非常重要的應用。

　　(一) 在新型武器裝備研制中的應用

　　以往新式武器裝備的研制, 科研人員都是在圖紙上進行, 設(shè)計靈活性小, 既不直觀, 又耗費人力, 工作效率低。隨著計算機輔助設(shè)計 (CAD) 技術(shù)的興起, 科研人員利用建模軟件先構(gòu)造武器裝備的三維實體模型, 并結(jié)合其物理特性建造一個虛擬樣機。在頂層設(shè)計階段, 虛擬樣機為科研人員和用戶提供溝通交流的平臺, 二者共同對虛擬樣機進行模擬操作, 以便科研人員搞清軍事需求。在設(shè)計階段, 利用虛擬樣機模擬武器裝備的工作過程, 觀察并試驗各組成部件的相互運動情況, 方便地修改技術(shù)參數(shù)和狀態(tài)條件, 試驗不同的設(shè)計方案, 從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷和不足并加以改進, 直至獲得最優(yōu)的設(shè)計方案, 從而為物理樣機的設(shè)計和制造提供科學的參數(shù)依據(jù)。在武器實驗階段, 利用虛擬樣機在虛擬環(huán)境中進行武器實驗, 不但安全無破壞, 而且不受氣象天候的影響, 不受空間場地的限制, 可以多次重復進行, 實驗成本非常低。運用三維動畫技術(shù)輔助新型武器裝備的研制, 能有效縮短設(shè)計周期, 節(jié)約開發(fā)經(jīng)費, 增加設(shè)計的靈活性, 大大提高研發(fā)效率。圖為美軍在未來10~20年內(nèi)計劃研制的太空武器-軌道作戰(zhàn)飛行器的三維模型以及潛艇的水下爆炸虛擬實驗圖。

　　(二) 在武器裝備原理教學中的應用

　　武器裝備特別是高技術(shù)武器裝備的構(gòu)造原理一般比較復雜抽象, 在教學中僅靠教練員口頭講解或者借助掛圖、幻燈等平面媒體, 受訓者理解起來比較困難。三維動畫技術(shù)擅長表現(xiàn)復雜的空間關(guān)系, 能將武器裝備的基本構(gòu)造、技術(shù)原理、工作過程、破壞機制等在三維空間重現(xiàn)出來, 受訓者能從不同角度、不同方位觀察和領(lǐng)會, 運用三維動畫輔助武器裝備原理教學, 符合人類對復雜三維物體的認知規(guī)律, 從而加深受訓者對學習內(nèi)容的理解, 降低學習難度。圖為多媒體教材《常用機構(gòu)》, 運用三維動畫技術(shù)展現(xiàn)復雜的機械結(jié)構(gòu)和運行原理, 清晰明了, 易教易學。

　　(三) 在武器裝備操作訓練中的應用

　　現(xiàn)代武器系統(tǒng)技術(shù)日趨復雜和昂貴, 對部隊官兵操作使用技能的要求也越來越高。實裝訓練的訓練消耗大, 危險性大, 有些武器特別是高技術(shù)武器由于經(jīng)費原因不能大批量列裝部隊, 有些武器只能一次性使用, 有的武器不允許進行頻繁的操作, 因此實裝訓練受到了很大的限制。在沒有相應模擬訓練器材的情況下, 部隊官兵運用基于三維武器裝備模型的虛擬現(xiàn)實訓練軟件, 眼見其形, 耳聞其聲, 手腦并用, 在生動逼真的環(huán)境中, 對武器操作使用的一般程序、動作要領(lǐng)、注意事項進行體會和反復操練, 最后再進行實裝訓練, 既安全可靠, 沒有訓練風險, 又節(jié)省了訓練費用, 也不會造成環(huán)境的破壞和污染, 軍事、經(jīng)濟效益十分明顯。圖為美軍的飛行模擬訓練系統(tǒng)。

　　(四) 在武器裝備維修維護中的應用

　　由于現(xiàn)代武器特別是高技術(shù)武器結(jié)構(gòu)復雜、技術(shù)含量高, 對維修人員的技術(shù)水平要求很高, 一些復雜的故障和問題, 部隊的技術(shù)人員已經(jīng)難以解決, 必須借助廠家和科研單位的技術(shù)力量, 但后者一般很難跟隨部隊實時保障, 因此, 武器裝備的遠程診斷技術(shù)迎運而生。后方的維修專家借助網(wǎng)絡, 通過傳感器和電視畫面分析確定故障點后, 再運用計算機輔助維修軟件在故障現(xiàn)場再現(xiàn)武器裝備的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu), 如電子電路、傳動機構(gòu)等, 在三維空間中為部隊技術(shù)人員定位和標記故障點, 并用動畫顯示維修的具體方法和步驟, 輔助其進行修理, 從而加快武器裝備搶修速度, 提高部隊武器裝備保障水平, 有效解決部隊基層維修力量不足和技術(shù)水平不高的問題。

　　參考文獻：來源 袁藝 張磊 苑薇 林生《三維動畫技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應用》