三維動(dòng)畫(huà)軟件的普及, 三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在影視、廣告、建筑、醫療、科研、教學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應用。三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在軍事領(lǐng)域, 主要用于構造三維武器裝備模型和三維戰場(chǎng)環(huán)境模型, 并圍繞這兩種類(lèi)型的模型展開(kāi)多方面的應用。

　　武器裝備是構成軍隊戰斗力的重要方面, 利用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)構造的三維武器裝備模型, 能精確模擬和再現各種武器裝備的外部造型、內部結構以及工作原理等, 在武器裝備的研制開(kāi)發(fā)、訓練教學(xué)、維護保養等各個(gè)環(huán)節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(jìn)行, 設計靈活性小, 既不直觀(guān), 又耗費人力, 工作效率低。隨著(zhù)計算機輔助設計 (CAD) 技術(shù)的興起, 科研人員利用建模軟件先構造武器裝備的三維實(shí)體模型, 并結合其物理特性建造一個(gè)虛擬樣機。在頂層設計階段, 虛擬樣機為科研人員和用戶(hù)提供溝通交流的平臺, 二者共同對虛擬樣機進(jìn)行模擬操作, 以便科研人員搞清軍事需求。在設計階段, 利用虛擬樣機模擬武器裝備的工作過(guò)程, 觀(guān)察并試驗各組成部件的相互運動(dòng)情況, 方便地修改技術(shù)參數和狀態(tài)條件, 試驗不同的設計方案, 從中發(fā)現設計缺陷和不足并加以改進(jìn), 直至獲得最優(yōu)的設計方案, 從而為物理樣機的設計和制造提供科學(xué)的參數依據。在武器實(shí)驗階段, 利用虛擬樣機在虛擬環(huán)境中進(jìn)行武器實(shí)驗, 不但安全無(wú)破壞, 而且不受氣象天候的影響, 不受空間場(chǎng)地的限制, 可以多次重復進(jìn)行, 實(shí)驗成本非常低。運用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)輔助新型武器裝備的研制, 能有效縮短設計周期, 節約開(kāi)發(fā)經(jīng)費, 增加設計的靈活性, 大大提高研發(fā)效率。圖為美軍在未來(lái)10~20年內計劃研制的太空武器-軌道作戰飛行器的三維模型以及潛艇的水下爆炸虛擬實(shí)驗圖。

　　(二) 在武器裝備原理教學(xué)中的應用

　　武器裝備特別是高技術(shù)武器裝備的構造原理一般比較復雜抽象, 在教學(xué)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(lái)比較困難。三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)擅長(cháng)表現復雜的空間關(guān)系, 能將武器裝備的基本構造、技術(shù)原理、工作過(guò)程、破壞機制等在三維空間重現出來(lái), 受訓者能從不同角度、不同方位觀(guān)察和領(lǐng)會(huì ), 運用三維動(dòng)畫(huà)輔助武器裝備原理教學(xué), 符合人類(lèi)對復雜三維物體的認知規律, 從而加深受訓者對學(xué)習內容的理解, 降低學(xué)習難度。圖為多媒體教材《常用機構》, 運用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)展現復雜的機械結構和運行原理, 清晰明了, 易教易學(xué)。

　　(三) 在武器裝備操作訓練中的應用

　　現代武器系統技術(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(lái)越高。實(shí)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(jìn)行頻繁的操作, 因此實(shí)裝訓練受到了很大的限制。在沒(méi)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實(shí)訓練軟件, 眼見(jiàn)其形, 耳聞其聲, 手腦并用, 在生動(dòng)逼真的環(huán)境中, 對武器操作使用的一般程序、動(dòng)作要領(lǐng)、注意事項進(jìn)行體會(huì )和反復操練, 最后再進(jìn)行實(shí)裝訓練, 既安全可靠, 沒(méi)有訓練風(fēng)險, 又節省了訓練費用, 也不會(huì )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。

　　(四) 在武器裝備維修維護中的應用

　　由于現代武器特別是高技術(shù)武器結構復雜、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(wèn)題, 部隊的技術(shù)人員已經(jīng)難以解決, 必須借助廠(chǎng)家和科研單位的技術(shù)力量, 但后者一般很難跟隨部隊實(shí)時(shí)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(zhuān)家借助網(wǎng)絡(luò ), 通過(guò)傳感器和電視畫(huà)面分析確定故障點(diǎn)后, 再運用計算機輔助維修軟件在故障現場(chǎng)再現武器裝備的三維內部結構, 如電子電路、傳動(dòng)機構等, 在三維空間中為部隊技術(shù)人員定位和標記故障點(diǎn), 并用動(dòng)畫(huà)顯示維修的具體方法和步驟, 輔助其進(jìn)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(wèn)題。

　　參考文獻：來(lái)源 袁藝 張磊 苑薇 林生《三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應用》