浅谈多媒体技术在军事领域上的应用

浅谈多媒体技术在军事领域上的应用

〔内容摘要〕

科学技术在军事上的运用是推动军事变革和发展的主要因素，20世纪70年代以来兴起的信息技术革命势不可挡地推动着世界军事的发展。“军事多媒体牵引技术的发展”是世界各主要军事强国长期坚持的一项政策，多媒体技术的主要作用是缩短用户与计算机之间的距离，提高最终用户的使用能力。其在部队的作战、训练和武器装备管理等方面显得日益重要。文章主要对其在军事信息分析、武器装备研制生产和应用、军事模拟仿真训练、作战指挥、军事部队教育训练、武器库保安监控等方面的作用进行了简要的分析。

〔关键词〕多媒体技术,C3I,多媒体系统，多媒体技术军事发展前景

前言：

自从1984年APPLE公司推出世界上第一台具有多媒体特性的计算机一一MACINTOSH计算机以来，多媒体技术就一直活跃地发展着。在十七次中央政治局集体学习中，习近平总书记提出要“改变机械化战争的思维定势，树立信息化战争的思想观念”使“信息化”成为军事创新和变革的核心，也使得计算机多媒体技术发展成为军事发展的核心，其在军事上的应用已经成为军事信息革命的新热点[1]。

正文：

多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体,能够方便、实时、有效地处理数据、文字、图

形、声音等多种信息[2]。

目前,多媒体技术在军事领域中的应用主要有以下几方面:

1多媒体技术在军事信息分析中的应用

在现代战争中，信息能成为一个非常重要的概念，主要得益于全世界信息产品的广泛应用和信息技术的不断进步。而信息在军事中代表什么呢？与民用的信息概念有所区别，大范围意义上军事中的信息包括：双方的军事情报、战场上的各种数据参数、双方的资源配置。从某一个具体的场合来看，信息包括有各种武器具体的参数、动态获得的参数、探测设备所获得的信息等。这些原始的信息在运用多媒体处理之前，指挥员分析起来较为困难，有时会因此而耽误战机，而运用多媒体技术对所获得的数据、文字、图形、声音等多种介质信息参数进行方便实时有效地综合处理，抽象的信息就会变得具体明了，一目了然，指挥员就能更好地分析敌情，并迅速作出正确的判断，定下战斗决心。

现在许多国家都在努力实现国防部门对本国现有的许多大型数据库

的现代化和集成化，为此，人机对话的“灵境环境”成为了一个重要的方面。例如：军事地理系统中，如果在地图的屏幕上移动军标，那么便可以在另一个窗口上看到实际的相应的地理情况，还可以听到实际的声音。这种全景化的、交互化的地理系统既不同于3D生成的技术环境，也不同于平面抽象的地图，真正使军事人员有“身临其境”的感觉。美军将多媒体应用在地理信息系统上，该系统能够从不同的方面和角度观察实际地形和地貌，一方面是军事侦查，利用高分辨率遥感影像获取热点地区的情报，另一方面是军事地图，利用测绘卫星获取的遥感影像进行立体测图，获得军事地图。数字化地图库与传感器图像相结合，能快速而精确地确定目标位置以及各种地形地貌条件。此外，在多媒体装备信息管理系统、多媒体后勤支援系统、情报信息管理系统、和科研信息管理系统中，都采用了多媒体技术，从而大大提高信息管理工作的质量。

2多媒体在武器装备的研制、生产及应用中的应用

多媒体制导技术在现代战争中是一种主要的作战技术，已成为打击对方目标的主要方式［3］，多媒体技术能使制导武器与所获取的信息紧密结合在一起，大大增强打击的威力。在武器装备研制生产过程中,由于采用了多媒体数据和模型可视化技术,使武器的研制与生产周期大大缩短,产品质量得到提高,差错率大大降低。比如在巡航导弹防御第一论证阶段，通过演示来探索对付超视距巡航导弹的作战能力；美国陆军在推出著名的“爱国者”导弹的时候也大量采用了多媒体技术，大大提高了这种导弹在实战中的可靠性。在战斗机驾驶员座舱中，由于采用了多媒体综合控制技术，有效地减小了驾驶员的紧张心理，提高了作战反应能力。

再比如多媒体技术和人工智能技术相结合, 给第三代机器人一一军

用智能型机器人的研制技术带来新的突破。这种机器人的模式识别能力得到很大的提高, 可以自动识别战场环境、武器类别, 并能听懂人的声音。由于机器人在恶劣环境( 如核、生、化) 监侧、深海作业、排雷等急、难、险、重任务中能够发挥常人所无法替代的作用, 因此世界各国都很重视发展智能型机器人。

3多媒体在军事模拟和仿真中的应用

所谓军事模拟和仿真，就是在军事方面进行建模，然后利用仿真的技术进行模拟战局、战略、战术的方法[4]。这种方法应用系统论的观点，并且利用数学建模和多媒体技术等多种建模方法。在实践中的军事模拟对于军事作战的指挥有着很大的指导作用。这方面的典型应用有作战指挥自动化(C3I)系统,其它如多媒体作战对抗模拟系统、多媒体作战指挥远程会议系统、虚拟战场环境等也都大量采用了多媒体技术。

3.1多媒体在C3I系统中的重要应用

C3I是指挥（Command）、控制（Control）、通信（Communication）、情报（Intelligence）等词的英文缩写，这个系统也就是军队自动化指挥

系统［5］。该系统产生于20世纪70年代，是一个以计算机为核心的，集收情报、传递信息、指挥决策与战术控制为一体的高效作战指挥系统。因为现代高技术战争使战场成为陆、海、空、电、磁五位为一体的战场，战场上各种兵种及武器系统之间就需要密切联系、协同作战。而多媒体应用于C3I系统中，可以有效、迅速地向各级指挥官提供丰富的信息，以保证指挥人员正确做出决策，有效实施指挥控制。这使得C3I系统在现代战争中成为军队的神经中枢，它与电子战装备、精密制导武器一起构成了克敌制胜的三大法宝。它主要由侦察探测系统、通信系统、指挥系统和战术控制系统等四个部分组成。侦察探测系统借助于卫星等高技术手段，探测和跟踪监视敌方飞机、导弹和军队，为国家军事指挥机构提供所需要的准确情报；通信系统凭借数字化技术，建立一个上至国家最高军事指挥机构下至基层作战组织的通信网络，使战场上的联络、调动、指挥简单易行快捷准确；指挥决策系统是一种自动处理信息系统，能够快速将搜集到的情报分类、比较、判定，并制定出作战方案，为指挥机构提供高效率的参谋服务。战术控制系统则以前3个系统为依托，能在极短的时间内使有关的力量进入战备状态，并将部队部署到一个特定的区域，使决策指挥与作战几乎同步。

C3I除了可以实时地将战场的态势形象直观地表现出来，供指挥官分析以便做出决断，还可以利用多媒体网络实现异地协同工作的环境，从而使处于不同地点的不同指挥所的指挥官能够“面对面”地商讨协同作战的问题，共同制定完善的作战方案，并实施作战指挥。最后还可以利用多媒体技术来方便地进行战场的管理。它可以真实地记录作战全过程的指挥控制情况，以备查询、检索，用来总结作战经验和教训。对于一个国家来说，应用C3I系统，使得各种兵种和武器系统之间的作战协同更加完善、周密，使部队的行动节奏和反应能力大幅度提高，使武器装备的打击能力更为强大，从而在整体上有效地提高了国家军事力量的水平。以美国全球战略的C3I系统为例，一旦有国家发射洲际导弹，它的预警卫星系统能在60-90s

内探测到，并在3-5min之内判断是否对自己构成威胁，如果判定威胁存在，其指挥决策系统将迅速制定作战方案并进行作战模拟，而且可以在1min

内使所有的武器力量进入战备状态。

3.2美军作战仿真网络SIMNET

该系统是一个分布式广域网多媒体仿真系统。这个系统将分布在美国和德国11个城市的设备和人员用计算机网络联接成一个大的系统。该系统包括了约260个地面装甲车辆仿真器和飞机飞行模拟器以及通信网络、指挥所和数据处理设备等。之后又在SIMNET的基础上研发了分布式交互仿真技术[6],范围扩展到包括陆、海、空各军兵种武器平台综合仿真环境,实现了体系对抗仿真。

系统在分布交互仿真、网络接口与通信、仿真客体的表现形式和数据传输、火力与兵力的计算生成等方面大量采用了多媒体技术与虚拟现实技术。使“作战”参与者可以看到在地面行进的坦克和装甲车,在空中飞行的直升机、歼击机和导弹,在水面和水下游弋的舰艇，可以看到坦克行进时后面扬起的尘土和被击中时燃烧的浓烟，可以听到飞机或坦克的隆隆声由远而近,并能从声音辨别出目标的方向和速度。总之,在作战或实战演习中的各种能被人感知的信息均被系统以多媒体综合处理与表现形式再现

出来,形成了一个逼真的战场环境。

4多媒体是作战指挥的“倍增器”

伴随着战争指挥形态的进化，军队的指挥体制也发生了根本性的变革，多媒体技术在军队通信领域所引发的最大变化是使军事通信实现了从“传话筒”到“倍增器”的质变。在火力制胜的战争中，军事通信始终只是战争中独立于武器装备之外的一种保障手段，是作为战场情报和指挥信息的“传话筒”，虽然重要，却不起主导作用；而在信息制胜的战争中，

军事通信已经发展成为一体化信息武器装备的重要组成部分，成为直接融入指挥控制系统的重要元素，以网络为代表的军事通信无疑成了军队战斗力的“倍增器”。比如在军事指挥中，利用电子白板模拟军事环境，既可以插入地图并对其编辑、放大、缩小，也可以插入视频、图像等军事资料，超清晰图像显示结合非凡互动功能精确无误传递各环节信息；同时以印天电子白板精准的定位和在复杂环境下同样稳定的特性，对军事指挥非常有利，即便突遇变化或因客观条件急需调整方案，也可即时在动态的摸拟阵地上划出多种行军路线进行讨论分析，从中挑选出最佳策略。如图1所示：

图1

再比如纪元液晶交互式一体机集电脑、电子白板、液晶电视、功放音响功能为一体，这种互动平台将传统的地图数字化，使指挥员能够更直观地了解地形、水文情况，辅助以各种标号，为指挥员完成战略部署讨论、战术设定提供了强大的技术支撑。

4.1作战指挥系统中多媒体调度系统的重要作用

军队的整体指挥体系逐渐地趋向扁平化，改变了过去指挥命令层层下达的方式，而是一步到位的将指挥命令传递到最前端。这就对现代通讯系统提出了新的要求，使指战员的战斗指令能够安全、清晰、快捷地传递到阵地的最前沿。

多媒体调度系统，在军队的整体作战指挥系统起着愈加重要的作用，成为军队传达指挥命令的重要手段和工具。从军队的具体应用来看，多媒体指挥调度系统主要具备以下特点：

（1）实战和演习中可将指挥调度控制网反馈出的图片、视频、数据供给指挥中心或其他人员了解情况，实现多控制中心的协同可视化调度。

（2）突发情况下，单兵可通过配备车载调度系统的应急通信车配备的车载卫星系统或发射出的无线网络直接或间接(以应急通信车为中介)

地将所获得的信息传给指挥中心。或配备车载调度系统的通信车自身组成临时指挥中心，方便及时了解处理现场情况。

（3）在军队驻地分散的情况下通过IP网络开展通讯与监控完美融合的视频化军事会议。

（4）可以进行营房/边防的视频监控与在哨岗监控、边防巡检遇到突发情况时的视频联动功能。

5多媒体在教育及训练中的作用

5.1多媒体技术在教学方面的应用

运用多媒体技术导入课目，一方面能调动官兵的学习训练兴趣。比如根据教育训练的内容，在上课前若把本节课的重要内容和上次的教育训练课目，用PowerPoint等工具制作成动画幻灯片，用多媒体电脑演示出来，不仅节约时间，而且给官兵以极大的吸引力，加深官兵的印象，特别是那些需要简单提示一下的教育训练内容，若把简单的问题以设问等题型展示出来，官兵的兴趣就能被调动起来了。另一方面利用多媒体技术可展示动态效果，增强教育训练的效果。通过精心设计的动画、插图和音频等，能使抽象深奥的内容以简单明了、直观的形式表现出来，更好地帮助官兵思考各内容间的联系，加深官兵对本内容的理解。计算机的动态变化还可以

将形与武器装备有机结合起来，把运动和变化展现在官兵面前，使官兵由形象的认识提高为抽象的概括，这对官兵掌握各种新式武器的使用、操作和维护或各种战术的运用，将起到事半功倍的效果。例如，在组织官兵学习军用地形学时，把河流、山脉、平原地、丘陵地等地形用多媒体技术制作成动画，官兵就能很快地掌握有关的地形地貌的名称和形状，在实地也能很快判断各种地形。

比如，1992年，英国皇家海军推出了一套“护卫舰教学演示系统”，它供人们参观学习。该系统可以演示护卫舰的各个部位和舱室，见习者可以“走进”需要参观的舱室或者“登上”某层甲板的某个位置，当需要讲解细节的时候，则可以从菜单上请出一位军官做详细的讲解。在这个系统中，见习者还可身临其境地查看各类武器的结构组成与性能指标，以及控制武器系统的运动与发射，还能充当指挥员调出敌方的资料。这个系统在训练新兵或者是参观介绍方面都成倍地提高了效率，而且其功能大大超过了传统的教学。而现在，多媒体的教学训练系统技术更加完备，功能也更加强大，成为各国军方重点发展的一项多媒体技术。

5.2军队院校中的多媒体网络教学系统

采用多媒体技术和网络技术,适应现代教育思想、教育理论和教育模式的"军队院校多媒体网络教学系统",已投入运行。系统采用交换式以太网、多级树状星型拓扑结构,由三部分组成:

(1)控制台子系统是整个系统的指挥调度部件,教师用其控制课堂的教学活动,系统的大部分功能都是通过它来完成的。

(2)教师机子系统是系统的主体用户--教师操作的部件,主要用于完成教学演示课件的运行,以及诸如实物投影仪、电子白板等工具的运行。

(3)学生机子系统是系统的客体用户--学生操作的部件,主要完成教学信息的接收及电子举手功能等。

该系统从全面培养人才素质入手,设计并实现了网络教学平台、网上

常用操作、课件管理等三个方面的系统功能。系统通过网络将传统机房或电脑教室的微机、各专业教室的电化教学设备联成一个整体,从而实现了各种软件教学资源共享。网络与全军和国家教育科研网联网后还可以利用网络上各院校、科研单位和友邻单位的教学成果，进行网上远程教学和异地同步训练。

5.3军事训练中飞行模拟器的作用

多媒体技术使以往许多只有在战场和实兵实装训练场上才能获得的训练经验与训练效果，可以在作战仿真实验室中取得，促使了作战理论、训练实践和最后战斗力的形成。比如现代军用飞机是多种高科技技术集于一身的武器装备,其高性能的动力装置、精确的导航系统及复杂的电子系统要求飞行员必须具备精湛的驾驶技术，但是在真实飞机上训练驾驶员耗资大,又受到空域场地的限制,多年来人们都采用飞行模拟器代替真实飞机来训练飞行员。

如图2所示是多媒体飞行模拟器运行的效果图，它既能够达到预期的训练效果，同时还能够节省开支、保障飞行训练的安全[4]。

图2飞行模拟器

它由下列四部分组成:

(1)座舱系统

具有和真实飞机(所仿真的飞机)一样的布局。

(2)视景系统

为飞行员提供座舱外的前视景象,包括机场跑道、田野、建筑物、灯光、河流、道路、地形地貌等。还能模拟天气的能见度、雨、雪、云等气象条件以及昼夜景象、空中及地面的活动目标的图像,使飞行员有身临其境的感觉。

(3)运动系统

为飞行员提供了动感。通常采用六自由度伺服液压系统将整个座舱托起,模拟飞机飞行中的各种姿态。

(4)计算机系统

是飞行训练系的核心,其模拟训练软件具有对多媒体信息进行综合、实时交互、控制、表现等多种处理的功能,是一个典型的高档多媒体计算机系统。

飞行模拟器是最早,也是最全面地运用多媒体技术的典型系统之一，由于其巨大的经济和军事效益而得到了迅速发展，目前我国有关单位也已研制出了多种型号飞机的飞行训练系统。

5.4多媒体导弹仿真训练系统

它充分体现了多媒体技术的集成性和交互性,使操作手摆脱了第一代训练仿真器单调乏味、以字符文本为主的交互方式,代之以生动逼真的实弹仿真操作控制台和操作训练环境,使训练人员能以更直观生动、方便的方式完成教学训练任务。该系统由三部分组成:

(1)操作模拟子系统

采用触摸屏模拟实际操作面板。模拟面板上显示了实际操作面板的各种开关、按钮与扳键等操作部件和系统的各种仪表、指示灯等反应体部件

的图像。

(2)环境仿真子系统

逼真地显示或再现了实际操作现场的场景及各种音响效果。

(3)导弹原理与结构子系统

以多媒体形式供教员和指挥员对部队战士进行基础知识训练,是交互式课件系统。系统研制中采用了面向对象的设计方法,所研制的系统软硬件稍加修改即可用于其它以操作面板为主的训练器材中去。

6多媒体在部队武器库管理中的保安监控作用

多媒体视频监控报警技术的成功开发，出现了新一代智能化视频监控系统，成为众多传统电视监控系统更新换代的目标，更是新装保安监控系统的必要选择［7］，如图3所示为连接多媒体智能视频监控报警系统示例图。利用多媒体视频监控报警系统来管理部队武器库，较好地防止武器被盗，有效地增强了武器管理的安全系数。

图3

多媒体视频监控技术一方面实了现最适合人们需求的人.机界面，即在处理图像、数据、声音等信息时使人们的感觉极其自然，从根本上改变了人与系统设备的交互操作方式。运用多媒体技术将电视监控系统的传统设备和计算机完整地结合在一起，不仅大大增强和完善了系统的监控功能，而且彻底改变了武器管理、官兵传统的工作条件与工作方式。另一方

面，多媒体数字视频报警是智能化信息处理技术在电视监控领域的应用，如上图所示，它是多媒体视频监控报警技术的典范，它将多媒体监控和数字视频报警完整地集成在一起，还可以复合多种传统的传感器报警技术，真正成为安全防范的高度智能化系统。它除了可采用传感器报警以外，特别利用数字图像处理技术，进行数字视频报警。它采用摄像机作为报警探头，首先将摄像机获得的视频信号进行数字化，然后采用实时数字图象处理技术对数字化图像进行分析、处理。当检测到监视区域内有动目标时给出报警信号，采用计算机多媒体技术和语音合成技术，对报警现场图像进行存储并给出报警地点的语音提示，大大提高了报警的可靠性，方便了报警后的处理工作，增强了部队武器库的管理。

7军事娱乐与游戏

随着多媒体技术的发展,许多高档的军事型电子游戏光盘软件纷纷出现。操纵各种战斗机的空战、驾驭舰艇的海上大战、反空袭的地空大战、两军对峙的坦克大战等,栩栩如生的画面、绘声绘色的场景使人们在消闲中学到了现代军事技术和知识。

发展前景：

在军事领域中,多媒体技术的应用已从武器模拟仿真领域发展到作战指挥、军事信息工程、教育训练、武器装备革新至办公自动化等各个方面,在图像制导、智能武器方面也有很多关键性的应用。并且我们应看到,多媒体技术还是一门新兴技术,无论在其基础理论技术还是开发方法或工具平台等方面都还处于逐步发展完善之中,也还有许多难题需要攻关解决。随着越来越多的军事技术人员投身于多媒体技术的理论研究和实际应用中来,在不远的将来,多媒体技术在军事领域中的应用水平必将迈上一个新的台阶,多媒体技术必将全面渗透到军事技术中去。

〔参考文献〕

[1]多媒体技术发展现状及未来发展趋势浅淡.情报理论与实践.国防工业出版社.王军，韩强

[2]冷战结束后世界军事斗争争什么.瞭望.上海文艺出版社.苗德忠

[3]美军战场敌我识别系统的发展趋势.国防科技大学出版社.张英杰，宋

彤

[4]多媒体计算机技术基础及应用.高等教育出版社.钟玉琢

[5]C3I情侦预警系统的能力评估方法.军事科学出版社.吴巨红，张最良

[6]刘晓健，王召福.分布式交互仿真的军事应用[N]解放军报,2001-04-18

[7]视频会议系统与远程监控.测控技术.电子工业出版社.鲁宏伟