動畫制作在軍事方面的應(yīng)用

　　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(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛的推廣和應(yīng)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(yīng)用。

　　武器裝備是構(gòu)成軍隊(duì)?wèi)?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(xùn)練教學(xué)、維護(hù)保養(yǎng)等各個(gè)環(huán)節(jié)都有非常重要的應(yīng)用。

　　(一) 在新型武器裝備研制中的應(yīng)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(shè)計(jì)靈活性小, 既不直觀, 又耗費(fèi)人力, 工作效率低。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (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(shí)體模型, 并結(jié)合其物理特性建造一個(gè)虛擬樣機(jī)。在頂層設(shè)計(jì)階段, 虛擬樣機(jī)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(jī)進(jìn)行模擬操作, 以便科研人員搞清軍事需求。在設(shè)計(jì)階段, 利用虛擬樣機(jī)模擬武器裝備的工作過程, 觀察并試驗(yàn)各組成部件的相互運(yùn)動情況, 方便地修改技術(shù)參數(shù)和狀態(tài)條件, 試驗(yàn)不同的設(shè)計(jì)方案, 從中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和不足并加以改進(jìn), 直至獲得最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案, 從而為物理樣機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提供科學(xué)的參數(shù)依據(jù)。在武器實(shí)驗(yàn)階段, 利用虛擬樣機(jī)在虛擬環(huán)境中進(jìn)行武器實(shí)驗(yàn), 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(fù)進(jìn)行, 實(shí)驗(yàn)成本非常低。運(yùn)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(jì)周期, 節(jié)約開發(fā)經(jīng)費(fèi), 增加設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)圖。

　　(二) 在武器裝備原理教學(xué)中的應(yīng)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(fù)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(xùn)者理解起來比較困難。三維動畫技術(shù)擅長表現(xiàn)復(fù)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(jī)制等在三維空間重現(xiàn)出來, 受訓(xùn)者能從不同角度、不同方位觀察和領(lǐng)會, 運(yùn)用三維動畫輔助武器裝備原理教學(xué), 符合人類對復(fù)雜三維物體的認(rèn)知規(guī)律, 從而加深受訓(xùn)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解, 降低學(xué)習(xí)難度。圖為多媒體教材《常用機(jī)構(gòu)》, 運(yùn)用三維動畫技術(shù)展現(xiàn)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理, 清晰明了, 易教易學(xué)。

　　(三) 在武器裝備操作訓(xùn)練中的應(yīng)用

　　現(xiàn)代武器系統(tǒng)技術(shù)日趨復(fù)雜和昂貴, 對部隊(duì)官兵操作使用技能的要求也越來越高。實(shí)裝訓(xùn)練的訓(xùn)練消耗大, 危險(xiǎn)性大, 有些武器特別是高技術(shù)武器由于經(jīng)費(fèi)原因不能大批量列裝部隊(duì), 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(xùn)練受到了很大的限制。在沒有相應(yīng)模擬訓(xùn)練器材的情況下, 部隊(duì)官兵運(yùn)用基于三維武器裝備模型的虛擬現(xiàn)實(shí)訓(xùn)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(xiàng)進(jìn)行體會和反復(fù)操練, 最后再進(jìn)行實(shí)裝訓(xùn)練, 既安全可靠, 沒有訓(xùn)練風(fēng)險(xiǎn), 又節(jié)省了訓(xùn)練費(fèi)用, 也不會造成環(huán)境的破壞和污染, 軍事、經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。圖為美軍的飛行模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。

　　(四) 在武器裝備維修維護(hù)中的應(yīng)用

　　由于現(xiàn)代武器特別是高技術(shù)武器結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)雜的故障和問題, 部隊(duì)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(duì)實(shí)時(shí)保障, 因此, 武器裝備的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)迎運(yùn)而生。后方的維修專家借助網(wǎng)絡(luò), 通過傳感器和電視畫面分析確定故障點(diǎn)后, 再運(yùn)用計(jì)算機(jī)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(jī)構(gòu)等, 在三維空間中為部隊(duì)技術(shù)人員定位和標(biāo)記故障點(diǎn), 并用動畫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(duì)武器裝備保障水平, 有效解決部隊(duì)基層維修力量不足和技術(shù)水平不高的問題。

　　參考文獻(xiàn)：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(yīng)用》