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融合VR/AR等技术，4GD打造面向城市作战的模拟训练系统

在合成的背景幕下，狙击手观察到一组队友正在前进，然后瞄准他的目标。他静静地通过无线电告诉大家稳住。狙击手开火，第一枪失误，然后第二枪击中了敌人。在海岸安全后，小队继续前进。狙击手在200多英里外的训练舱里观察到了这一切。

这个场景，或至少是它目前的版本，是4GD作出的承诺。这家公司致力于为城市作战构建一种新的训练系统。要兑现这一承诺，意味着广泛应用虚拟现实/增强现实、合成训练环境和生物识别传感器，所有这些都是为了创造一个像使用激光标签一样顺畅、自然的训练系统。

这是一个雄心勃勃的计划。随着军队，如英国和美国的军队，着眼于2020年代、2030年代和2040年代的冲突或战事，他们可能希望训练士兵掌握所有的能力，包含与狙击手和无人机协同，或阅读发送到随身平板电脑的情报。在现实世界进行的大规模训练可以提供实践经验，但实际上，由无人机进行现场监视意味着需要使用昂贵的工具，而且这种训练方式也只能在有限的时间内进行。

虽然无法预测未来战场上可能存在的各种危险，但现在已经可以预测新的现代作战方式大概的轮廓。弗吉尼亚州Quantico海军陆战队基地保存至今的战壕，是美国海军陆战队在美国加入第一次世界大战时挖掘的。在战壕中进行训练，显然无法应对西海岸已知的高科技威胁。

五角大楼预计，城市战场将成为未来几十年战争的重要组成部分，这些战争将会离不开无人侦察机。通过4GD的技术，士兵可以在符合预期的模拟战场进行训练，训练工具和威胁内容会随着时间的推移而演变。

4GD的业务发展总监James Crowley说，4GD由英国皇家海军陆战队退伍军人于2016年创立，“我们认识到城市作战不会发生太大的变化”。

Crowley说：“我们都是相对现代的士兵。然而，无论是在英国还是在国际上，我们都在不活动的、相当无聊、安静的模拟城市环境中接受过训练”，“有些是由海运集装箱制成的，另一些是相当简单的挡风板式设施。我们认识到，在引入技术和提供士兵视角之间存在鸿沟。”

城市模拟训练设施的门槛可能相当低。西点军校学员使用的训练设施之一，是由六块煤渣砌块结构组成的，既没有城市地区的复杂性，也没有比农场更密集的人口。

美国陆军正在积极寻求开发一种包含增强现实和合成现实的训练工具，名为合成训练环境（Synthetic Training Environment）。该计划的承包商尚未确定，尽管已经在测试基于微软HoloLens 2的集成视觉增强系统（Integrated Visual Augmentation System）。以前演示的组件包括头显和安装在步枪上的激光附件。

为了完成更复杂、更贴近现实的训练，4GD最初曾着眼于虚拟现实。

Crowley说：“虚拟现实并不能真正满足近距作战的士兵的需求。”正如Crowley所理解的那样，这些需求是让训练尽可能接近真实体验。这意味着使用与战场相同的装备，从带有模拟弹药的普通步枪，到战斗中随身携带的平板电脑。

“当你使用战况感知设备时，它就在你的胸前，”Crowley说：“你想达到的是可以凭直觉地移动并翻转它……因为你已经在训练中做了一百万次了。”

VR头显在提供沉浸式体验的同时，需要用户通过控制器战斗。它还通过遮住佩戴者的眼睛，阻碍了外围视觉感知。这对于一个正在玩游戏的玩家来说，没有关系。但对于团队训练来说，要相互了解彼此的非语言暗示，消除外围视觉是不可行的。

4GD提供的训练环境，并不是最近几代新兵很熟悉的固定的组合，而是在专用设施内使用模块化和灵活的装置。军队可以一遍又一遍地以相同配置进行训练，也可以将其设置为进阶训练的独特场景。4GD提供了复杂程度不同的五个级别，每个级别都包含更多技术来增强体验，同时支持教官对团队表现进行分析。

可以响应士兵携带的传感器信号的灯光、烟雾、气味和自动化目标，共同构成了逐渐更具沉浸感的体验。训练设施内的大量传感器也会跟踪运动、光线和声音。协助训练的教官可以模拟枪声和爆炸。

这种复杂的虚拟训练的另一个优势是能够将远处的参与者融入其中，例如在本文开头的场景中与小队合作的狙击手。狙击手与其他训练人员相距200多英里。通过将场景投影到环绕屏幕，在狙击手的瞄准镜中，他可以看到并瞄准屏幕上的目标。

这个目标则是4GD训练设施中的移动单元，位于一个房间内。如果小队开门或从窗户开枪，狙击手能远程看到。

Crowley解释说：“当目标被击中时，它真的会倒下，与此同时，借助虚拟现实进行观察的狙击手会看到正在倒下的目标的化身，同时看到小队进入那个房间。”

在没有合成环境的战斗演习中，想要与狙击手一起训练，需要部队在同一地点进行训练，并需要与现实世界相同的大面积的训练场地。而通过在训练设施中使用合成的房间和虚拟现实技术，进行训练的单位可以与身处其他地方的狙击手一起训练，同时还能学习呼叫狙击手支援、等待狙击手开枪，以及清理房间等动作。

常规训练之所以非常昂贵，是因为还要用到无人机等其他设备。4GD可以模拟这些设备，并将视频发送到士兵在训练中配备的平板电脑。

对于日常工作需要查看无人机监视视频的部队来说，每次他们进行训练时，随身携带的无人机拍到的监视视频，可以让他们熟悉在战场上会看到的信息类型。从设计上讲，这是一种让战场上现代和专业的内容变得常规和熟悉的方法。

4GD的全套训练设施于2021年1月首次亮相。目前，还没有部队采用它。该技术演示是英国国防部正在进行的陆军作战实验（Army Warfighting Experiment）的一部分。虽然该公司已经出售了其系统的不同组成部分，但4GD仍然希望能在不久的将来出售全套训练设施。

“我们希望将城市战术训练变成像去健身房一样容易，”Crowley说。

最初发布于2021年12月1日

原文链接：

https://www.military.com/daily-news/2021/10/29/training-future-of-combat-try-augmented-reality-headsets-and-biometric-sensors.html

从中国VR 50强企业名单，看中国VR行业现状

在2021世界VR产业大会云峰会期间，虚拟现实产业联盟连续第三次发布“中国VR 50强企业”名单。从中我们可以对国内VR行业现状有一个基本的了解。从今年的名单来看：

1、国内VR行业中年销售额超亿元的企业占比首次超过50%，年销售额突破百亿元的VR企业达到5家；

2、北京VR产业领跑全国，广东、上海、江西形成第二梯队；

3、从产业链分布环节来看，近三年，中国VR 50强企业更多聚焦整机设备、VR文旅应用、VR教育应用三个领域。

此外，平均研发投入比相比去年有回升，扭转了2020年的下降趋势。

从三年来中国VR50强企业评选结果可以看出，整体而言，我国虚拟现实产业链基本健全，在突破关键技术、丰富产品供给、推动行业应用等方面成效显著。形成技术、产品、服务、应用协同推进的发展格局。

在关键技术领域，近眼显示技术、多感官协同技术、全景摄录技术、虚拟仿真技术、内容处理技术等方面取得显著突破；

在产品供给领域，整机设备、感知交互设备、内容采集制作设备、分发平台等方面取得有效进展；

在行业应用领域，VR/AR在智能制造、医疗健康、影视文化、教育培训、购物商贸等方面取得广泛应用。

下一步，我国VR企业还应聚力发展成为具有较强国际竞争力的骨干企业，实现创新能力、应用能力显著增强，促进我国VR产业综合实力实现跃升。

VR企业规模整体增长迅猛

从2021年VR50强企业年销售额分布情况来看，年销售额超亿元的企业占比首次超过50%，达到27家，2019年仅为14家。其中年销售额超过百亿元的企业从2019年的2家扩充到今年的5家。北京沃东天骏、京东方、北京达佳互联、歌尔股份、科大讯飞位列前五位。 

2021年销售额为1亿-10亿元的企业数量增长明显，从2019年的7家猛增至17家。具有代表性的有百度、爱奇艺、影石创新科技、NREAL、亮风台、上海影创、青岛小鸟看看、当红齐天、凌宇智控、联想新视界、深圳市虚拟现实技术、千种幻影等企业。

VR产业呈“一超多强”区域格局

从2021年中国VR50强企业地区分布情况来看，北京领跑行业，广东、上海、江西形成第二梯队。 

2021年，百度、咪咕、京东方、爱奇艺、贝壳找房、虚拟动点、凌宇智控、当红齐天、东方瑞丰、达佳互联、千种幻影、金山云、耐德佳、易智时代等共26家北京企业挺进50强，较2020年增长5家。在第二梯队中，广东有丝路视觉、影石等5家企业;上海有上海影创、亮风台等5家企业；江西有泰豪创意科技集团、江西科骏等4家企业。

VR企业产业链分布更趋均衡

从2021年中国VR50强企业产业链分布环节来看，我国VR产业发展日趋全面，在近眼显示、渲染处理等关键技术，整机设备、开发工具软件、行业解决方案、分发平台等产品供给，VR+教育、文旅、制造、健康、房地产等应用领域均取得较大发展。 

三年来，中国VR50强企业更多聚焦整机设备、VR文旅应用、VR教育应用三个领域。2021年入围企业中，11家为整机设备企业，包括HTC、歌尔、Nreal、爱奇艺、凌宇智控、影石等。VR文旅应用企业有9家，包括中国动漫集团、当红齐天、泰豪创意科技集团、红色地标、为快科技等。VR教育应用企业有7家，包括上海影创、北京润尼尔、千种幻影、威爱科技集团等。在分发平台、行业解决方案、开发工具软件、渲染处理技术以及VR+制造、健康、房地产领域，中国企业也均有深耕，产业链分布更趋均衡。

VR企业研发投入止降回升

从中国VR50强企业研发投入来看，2019年到2021年三年间，中国VR50强企业平均研发投入比为60.3%、40.7%和48.5%，发明专利总数也呈先降后升态势，2020年下降约20%与疫情抑制产业发展有关，2021年提升约8%与VR产业整体复苏有关。 

从研发专利数量来看，2021年中国VR50强企业的研发专利总量达到41893余件。排名前十位的企业主要涉及重要元器件、整机设备、内容采集制作设备、分发平台、教育应用环节，以HTC、歌尔股份、京东方、北京达佳互联等企业为代表，专利研发数量远超5000件。

最初发布于2021年10月26日

在最早的文字诞生地 虚拟现实正在保护和重现历史遗迹

大约3300年前，港口城市乌加里特（Ugarit）是一个充满活力的中心城市，位于连接埃及与小亚细亚的陆路网络上，并在东部的波斯和印度与西部的希腊和塞浦路斯之间，战略地位十分重要。这座城市的起源可以追溯到公元前3000年，并且最早的文字（楔形文字）和文字书写系统是在公元前14世纪开始在那里出现的。

今天，乌加里特是叙利亚西北部的一个青铜时代考古遗址，最初于1929年开始发掘，它可以告诉我们很多过去的事。保护历史遗迹需要我们了解它的历史，了解如何保存和恢复现存的内容。我们在虚拟现实和重建方面的工作可以帮助实现这两个目标。

尽管只发掘了乌加里特的30％，但已经发现的地区为该城市的结构提供了线索。这些建筑包括王宫，大型房屋，陵墓，圣所，公共建筑和寺庙。乌加里特的黄金时代在公元前14至12世纪之间，已经发掘的废墟表明该市发生了有趣的政治、社会和经济演变。

统治者所在地区发现了政治体系发达、防御结构复杂且宫殿结构合理的证据。平民所在的地区则揭示了有关乌加里特人民的日常生活及其对死者的尊敬等重要信息。但是，由于暴露了90多年且仅进行了极少的维修工作，这些建筑遗迹正处于损毁状态，甚至还在恶化。

近年来，人们开始使用虚拟技术作为保护方法，来记录历史遗迹并提供教育机会。这样可以防止可能会损坏遗迹的错误的保护方式。

增强现实可以将重建的建筑投射到考古遗址上，例如比利时的中世纪村庄Ename。在其他地方，虚拟重建项目生成了一些3D纹理模型，比如威尼斯总督宫的“ Sala dello Scrutinio”。

我们使用了计算机辅助设计模型来测试Ugarit的保护方案，并研究可能的保护措施对遗址的影响。这些研究导致了设计概念和材料的变化，以更好地达成保护的目的。

发掘过程揭示了一条重要的“神圣之路”，该路线将皇宫与Baal神庙的主圣殿连接起来，并经过乌加里特的公共区域。研究人员认为，国王会经过这条神圣的道路，在圣殿里进行宗教祭祀活动。

该路线包含了很多有形的重要元素，例如宫殿、房屋和寺庙的遗迹。但是，目前的保护策略还打算重现这条路线的无形部分，比如巨大的防御工事，神庙的规模以及经过神圣之路的体验，而所有这些都很难从现存的废墟中获得。

虚拟重建是评估这些建议并判断其保护遗址的能力，以及揭示无形的部分（例如街道的氛围）的有效工具，这些已经随着时间流逝了。我们已经开发了虚拟游览，为在实际提案实施之前在现场进行展示创造了机会。

这些虚拟游览包括该站点的一个区域，该区域在历史上曾经是广场和酒馆。这里的保护方法包括建立一个社交和娱乐中心。这将使广场的城市环境和小酒馆昏暗而舒适的内部环境得以重现。

这些虚拟游览活动为保护提案的第二阶段，即设计阶段提供了可靠的证据。但是，叙利亚的政治局势使磋商进程搁浅。

这种政治局势也意味着目前无法参观乌加里特-世界上成百上千的考古遗址都有这种区域。因此，虚拟重建还有另一个目的：它们使感兴趣的人们可以瞥见这座迷人的城市，并为全世界的人们提供了一个提高对历史遗址文化重要性的认识的机会。

最初发布于2020年4月1日

原文链接：https://theconversation.com/virtual-reality-can-bring-ancient-cities-back-to-life-and-improve-conservation-130664

人社部等三部门联合发布虚拟现实工程技术人员等16个新职业

近日，人力资源社会保障部与市场监管总局、国家统计局联合向社会发布了16个新职业，这是自2015年版《中华人民共和国职业分类大典》颁布以来发布的第二批新职业。

其中包括智能制造工程技术人员、工业互联网工程技术人员、虚拟现实工程技术人员、连锁经营管理师、供应链管理师、网约配送员、人工智能训练师、电气电子产品环保检测员、全媒体运营师、健康照护师、呼吸治疗师、出生缺陷防控咨询师、康复辅助技术咨询师、无人机装调检修工、铁路综合维修工和装配式建筑施工员等。

其中，虚拟现实工程技术人员的职业定义和主要工作任务规定如下：
定义：使用虚拟现实引擎及相关工具，进行虚拟现实产品的策划、设计、编码、测试、维护和服务的工程技术人员。
主要工作任务：
1.虚拟现实软件产品策划、场景设计、界面设计、模型制作、程序开发、系统测试；
2.设计、开发、集成、测试虚拟现实硬件系统；
3.研究、应用虚拟现实体系架构、技术和标准；
4.管理、监控、维护并保障虚拟现实产品的稳定和安全运行；
5.提供虚拟现实技术相关的技术咨询、技术培训和技术支持服务。

智能制造工程技术人员的职业定义和主要工作任务规定如下：
定义：从事智能制造相关技术的研究、开发，对智能制造装备、生产线进行设计、安装、调试、管控和应用的工程技术人员。
主要工作任务：
1.分析、研究、开发智能制造相关技术；
2.研究、设计、开发智能制造装备、生产线；
3.研究、开发、应用智能制造虚拟仿真技术；
4.设计、操作、应用智能检测系统；
5.设计、开发、应用智能生产管控系统；
6.安装、调试、部署智能制造装备、生产线；
7.操作、应用工业软件进行数字化设计与制造；
8.操作、编程、应用智能制造装备、生产线进行智能加工；
9.提供智能制造相关技术咨询和技术服务。

随着经济社会不断发展，新兴技术的应用和人们需求的提升，新产业、新业态、新模式不断涌现。虚拟现实与人工智能便是近年来备受关注的新行业。且在智能制造行业中，虚拟仿真技术也正在日益得到重视。“虚拟现实工程技术人员”和“智能制造工程技术人员”列入新职业名录，相信会对虚拟现实行业产生一定的促进作用。

下一步，在新职业发布和应用方面，有关部门将重点做好以下工作：一是完善新职业发布制度。及时向社会发布新职业，动态调整职业分类，健全职业分类体系。二是健全职业技能标准体系。对已有标准修订完善，加大对急需紧缺职业和新职业的标准开发力度。三是全面推动培养评价工作。适应市场需求，引导人才培养培训与新职业及相应标准开发紧密对接，提高劳动者的职业能力和就业能力，促进劳动者就业创业和职业发展。

其他14个新职业的职业定义和主要工作任务可查看人社部网站。

最初发布于2020年3月3日

用于训练、作战与维护 美军正寻求更先进的VR/AR头显设备

有专家表示，商业领域推动的技术提升有望带来更先进的虚拟和增强现实头显，以解决当今与美军使用的头显相关的许多问题。

虚拟现实（VR）使用户沉浸在一个由计算机生成的环境中，例如VR游戏。增强现实（AR）可以将数据或其他用数字化手段创建的图像叠加到现实世界的视场上，例如电视观众在观看足球或棒球比赛时看到的黄色或橙色的区框。

美军的官员们指出，通过提供使用数字化手段创建的敌军或其他在实际战斗中可能遇到的环境因素，VR和AR头显可以改善军队为对抗先进的对手进行的高科技战争的训练方式。

市场分析公司Frost＆Sullivan的航空、国防和安全分析部门副总裁Michael Blades说：“商业领域也是所有游戏玩家都将使用这些设备的地方。他们将进行修改、更新和升级，以跟上该市场中的竞争对手的步伐，这将提升国防领域用户的能力。因此，国防领域将最终从商业市场的竞争中获胜，因为他们将获得更好的训练能力。”

美国空军的飞行员培训计划（Pilot Training Next）就是一个例子，该计划旨在提高飞行员培训的效率，并加快学员们的学习进度。虚拟现实头显的使用为学生们提供了更多磨练技能的机会。

美国空军教育与训练司令部（Air Force Education and Training Command，简称AETC）第24分部的运营官Robert Knapp中校说，在传统的飞行员训练结构中，学生都是从一些纸质出版物或带有培训文件的iPad开始。

“他们从那些培训手段起步，之后会使用一个极其昂贵的传统的模拟器，在那里他们可以进行全方位的飞行训练，”他说道。“那些昂贵的模拟器的问题在于，它们的数量太少了，而且学生进入模拟器的次数也很有限。”

现在，参加Pilot Training Next培训计划的学生可以坐在椅子上，戴上HTC Vive Pro等商业设备进行练习。

VR头显为美国空军的飞行员提供了更多接触模拟技术的机会。

“我们可以填补阅读书本或iPad上的内容与使用一些较便宜的市售设备进行高保真模拟训练之间的差距，”Knapp说。

但他指出，如今的头显有一些缺点。

“当你使用超高分辨率的头显时，视野会变窄，”他解释说。“要获得更大的视野，你需要使用较低分辨率的头显。”

“但是理想情况下，技术研发将会继续，我们将拥有超宽的视野、超高分辨率和非常高的帧率，因此不会出现抖动，”他补充说。“我们现在还没到这一步。”

但是，参考游戏行业技术的发展速度，美国空军可能会在不久的将来拥有它们所需的VR头显。

“我们对这些设备在接下来的几年中的发展趋势感到非常兴奋，因为我确实认为我们离极高保真度的头显并不遥远，到时候，任何人戴上头显都会沉浸在更像真实世界的虚拟环境中，”AETC的助理运营总监Maj.Eric Jones说。

CAE的防御和安全业务技术负责人Phil Perey说，新上市的头显比以前的系统具有更好的保真度。CAE将虚拟和增强现实头显整合到了它为军方客户（包括后勤机组人员）提供的培训解决方案中。

新的Varjo XR-1具有足够清晰的分辨率，用户可以清楚地读取仪表面板的信息，这是以前的头显所不具备的功能。他指出。

Perey预计VR和AR头显技术将继续发展。

“以后将有必要给这些头显做减重处理，”他说到。但是，这不是唯一的需求。

“他们可能会因为现有的视野而减小应用范围，但是当他们试图将视野扩展到更大时，他们的应用范围也将扩大，”他说道。“我们将看到设备重量的下降，可能会看到设备外形逐渐变大，以涵盖更大的水平视野。”

Perey说，他已经尝试了一些将于2020年上市的下一代头显，并且对它们的大体积和较轻的重量都印象深刻。他说，其中之一“几乎是羽毛般的轻盈”。

减轻系统重量可以减轻用户所承受的压力和不适感。

“有一些有前景的制造技术将使这些设备的重量减轻很多，”Perey说。“这将成为人们戴上这些设备，并持续佩戴数小时的重要因素。”

新的电池和更小的计算机也可以帮助减小头显的体积和重量。

微软公司服务美国陆军部门的主管Mark Valentine表示，重点是提升与头显相关的电池技术。他指出，材料科学的进步带来了更小的外形尺寸和更长的电池寿命。

“对电池电量的研究，以及提高电池效率是目前的关键技术之一，”他说道。

微软正在向美国陆军提供其HoloLens2增强现实头显的修改版，以用于集成视觉增强系统（Integrated Visual Augmentation System，简称IVAS）项目，该项目包括抬头显示器。美国陆军希望将这些设备用于训练目的，并向战场上的部队提供更好的态势感知和数据访问能力。

HoloLens系统具备透明的镜片，Valentine指出。

“我可以看到现实世界，同时还可以获取数据和信息，并以固定在环境中的3D全息图的形式显示出来，”他说道。“HoloLens本质上是戴在头上的Windows 10计算机，但并不是通过屏幕来显示的。现在，它是通往现实世界的混合现实传送门。”

Valentine拒绝具体讨论IVAS项目的细节，但他指出，微软认为HoloLens技术有多种潜在用途，包括用于战斗准备。

“现在，如果我是一名陆军士兵，并且要训练夺取一座建筑物，我会遇到一些敌方部队，会遇到一些突然出现的目标，诸如此类。然后我便冲入建筑物并用真正的武器射击，“他说。但是在混合现实世界中，可以用全息图来模拟敌军。

头显也可用于帮助设备维护人员。

“比如，我们可以看到工具箱，设备本身可以在智能边缘进行人工智能识别，打开工具箱，确定下一步维修所需的工具，然后就会为我突出显示这个工具，”他解释说。“我拿起工具，看着飞机，然后，维修清单中的下一步就会以全息图的形式显示出来。”

Valentine指出，与上一代HoloLens相比相比，HoloLens 2具有更小的外形尺寸和更大的视野。该公司还将计算部分从设备的正面移至后面的垫子上，以使佩戴者感到更舒适。

困扰VR和AR头显的另一个问题是用户的操作与模拟环境中相应的变化之间的延迟。美国国家训练与模拟协会（National Training and Simulation Association，简称NTSA）会长James Robb指出，这不仅降低了模拟训练的效率，而且还可能导致晕动症。NTSA是美国国防工业协会（National Defense Industrial Association）的附属机构。

然而，新兴的5G无线技术可能会改变这方面的游戏规则，Robb说。预计5G网络的速度将是4G的20倍。

“5G的延迟应该很小，”他说道。“每当你需要将模拟训练内容从服务器传输到头显时，传输过程中都会有所延迟。因此，只要你提高架构的效率，将无线架构合理地直接用于高速计算机上，就可以减少该问题。”

Blades说，这种技术是未来的潮流。

他说：“这项技术将朝着使一切无线化，并且眼镜本身具有大量计算能力的方向发展，”他说道。“我们已经有了5G。因此，我确定在任何头显与它们所连接的设备（无论是PC还是其他头显或其他设备）之间的延迟几乎可以忽略不计。”

五角大楼即将启动一项5G计划，其中包括将该技术整合到军事任务计划中，以及在训练领域的虚拟和真实环境中进行训练。

Robb还期望下一代头显在训练场景中能够具有更强的数据收集能力和更强的利用AI的能力。

“在这种情况下，机器将在确定你的工作方式并帮助提升表现方面进行很多工作。从帮助你提供决策选项，到提供信息，或者帮助你获得正确的可视化效果，它将无所不包，”他说道。“支持人员越聪明，用户从中获得的好处就越多。”

美国陆军作战能力发展司令部（Combat Capabilities Development Command）模拟和培训技术中心主任Matthew Clarke表示，他不太担心VR技术的改进。

他在最近一次与记者会面时说：“VR行业会采取行动，因为这与游戏行业有关，而游戏业务正在增长。”

他指出，增强现实是一个更大的问题。

“这是因为你正在尝试将真实世界与虚拟世界融合在一起，并且面临着巨大的挑战，”他解释说。“例如，如果你没有将这两个世界进行绝对的对齐，那么，当你在使用时会产生偏离，但我们不能有这种偏差。”

“因此，我在AR中要面临的具体挑战是对齐、跟踪、动态遮挡，”他补充道。

美国陆军希望有一个可以从AR过渡到VR的套件，因此军方可以“从中获得双重收益”，他指出。

同时，美国陆军还想要具备功能更强的被动型传感器的头显。

“美国陆军讨厌主动型传感器，因为敌人可以检测到它们，”他说道。“我们需要被动型传感器。如今，被动型传感器存在的问题是无法获得距离信息，无法获得范围能力，这是我们进行单元训练所需要的。”

Clarke还设想了一个AR技术看起来与今天完全不同的世界。

“我们将不用佩戴头显，而是佩戴增强现实隐形眼镜，”他说道。“对我来说，这就是未来，摆脱处理过程，将人体产生的能量转换为电源，你无需携带额外的电池。”

Blades表示，在未来，AR技术的进步可能不需要用户佩戴任何的头显设备。

“这些设备很多都是显示了某物的3D外观，”他指出。“如果这只是由某种视频产生的，你不需要眼镜就可以在面前显示一个3D物体呢？增强现实的有趣之处在于，其中一些应用程序，甚至可能不需要眼镜就能体验。”

最初发布于2020年1月8日

原文链接：https://www.nationaldefensemagazine.org/articles/2019/11/27/pentagon-eyeing-more-advanced-virtual-augmented-reality-headwear

美国空军希望尝试VR/AR 但受限于“中国制造”？

美国空军希望进军在商业市场蓬勃发展的的增强现实和虚拟现实技术领域，但他们遇到了一个问题：许多产品都有来自中国的部件，限制了它们被美军用于作战环境中的能力。

“我们可以使用不是中国制造的AR（增强现实）解决方案吗？我认为这对我们不利。”空军作战训练基础设施部门主管Gerard Ryan上周二在跨军种/行业培训、模拟和教育会议的小组讨论中说。

“我认为安全政策方面不会通过。虽然有些讽刺，但这是事实。如果我们要使用游戏引擎，我们要确保它不是我们不喜欢的国家开发的。”他补充道。

美国空军正在通过Pilot Training Next（简称PTN）计划接触虚拟现实技术，该计划旨在使飞行员更快、更经济地进行基本飞行员培训。虽然PTN计划目前被认为是一项实验，在限定的时间内只有少数飞行员参加，但美国空军已经表明，它可以通过HTC Vive虚拟现实头显和飞行模拟软件来补充在T-6教练机上进行的真实的飞行训练，来将现有训练时间缩短数月。

像飞行员基础训练这样非机密的环境是美国空军使用当前市场上增强显示和虚拟现实设备的理想场所。但是对于战斗机和轰炸机飞行员，或任何处理加密信息的操作员都将使用的设备，美国空军必须确保该设备的任何部件都不是中国制造的，或者没有任何其他国家的实体可以插入用于数据收集的技术。

美国空军已经开始与供应商谈论其担忧，Ryan说。他们希望这些公司可以检查其供应链，不再购买中国的零件。

“我已经与一些行业人士进行了交谈。一家较小的公司表示，他们找到了一套美国制造的头显。我当时的反应就是：“太好了，你是第一个这样告诉我的人。也是到目前为止唯一的一个。”

另一个挑战是在可能限制蓝牙和Wi-Fi使用的机密环境中连接商业设备。

“我已经与一家找到了解决方案的公司进行了交谈。他们有一台背包电脑。因此，它是直接连接到头显的，”Ryan说。“不幸的是，这样做可能更昂贵。要找到零件可能更具挑战性。”

美国空军空战司令部作战副主任David Nyikos说，当将增强现实或虚拟现实系统进入加密环境时，它们可能不够灵活，无法快速重新配置以适应不同的训练场景。

“AR/VR非常酷，”他在座谈会上说。“但是现在你需要它进一步发展，需要对其进行重新编程，以适应我们想要进行的任何任务演练。比如，或许今晚你就会和来自空军特种作战司令部（AFSOC）的人员一起训练，或者与一些挪威特种部队（SOF）人员一起训练，又或者与一些阿富汗人一起训练。但我们现在还没有这种系统。”

最初发布于2019年12月13日

原文链接：https://www.defensenews.com/digital-show-dailies/itsec/2019/12/06/wanted-virtual-reality-headsets-that-arent-made-in-china/

科学美国人：新的虚拟现实触感贴片可实现远距离“触摸”

添加触感可以使虚拟现实体验更真实，John A.Rogers的团队开发了轻巧灵活的触感贴片，可将触感直接传递给皮肤，兼具轻薄和节能特性。

一个女人坐在电脑前，与她的小儿子视频聊天，同时她轻轻地在另一个屏幕上轻拍了一个界面。作为响应，孩子背上的无线贴片以与母亲手指相匹配的模式振动，从而使他“感觉”到她的真实的触摸。

这种新的贴片是一种触觉设备，是一种可以远程传递触觉信号的技术。一个常见的例子是游戏控制器，当玩家的虚拟形象受到打击时会振动。一些研究人员认为，此类界面的更高级的、可穿戴的版本将成为使虚拟现实和增强现实体验更加真实的关键。“如果你了解一下当今的VR和AR，你会发现它主要由听觉和视觉通道组成感官体验的主要基础，”美国伊利诺伊州西北大学的物理化学家和材料科学家John A.Rogers说，他的团队帮助开发了新的触觉贴片。“但是我们认为，皮肤本身（触摸感）可以从质量上提升您通过VR可以实现的体验，而音频和视频则无法实现这种提升。”

科学家，技术公司和技术极客们已经试验了可穿戴的触觉设备，通常是配备振动电机的背心或手套。但是，其中很多都需要通过电线来连接沉重的电池组。由于它们的重量，大多数都必须宽松地附着在身体上，而不是牢固地粘附在皮肤上。因此，Rogers和他的同事们开发了仅几毫米厚的振动盘，该振动盘的电量消耗很小。这些执行器（用于使系统运动的设备的术语）需要的电量非常少，因此可以通过NFC近场通信（一种传递少量电量的无线方法）来供电，该方法通常用于开门的ID卡。

“机械执行器所需的电力通常是在移动应用中真正大量、可扩展地使用这些技术的限制因素，”德国萨尔大学的计算机科学家Jürgen Steimle说，他并没有参与新的贴片项目。研究人员“指出，单个执行器所需的功率不到2毫瓦，比以前的设备通常通常所需的功率少了一个数量级。…在我看来，这是一个逐步的改变，因为它允许我们将创造出新型的移动设备，这些设备可以使用电池高效地驱动，或者甚至可以像Rogers团队一样使用无线供电。”

产品看起来就像轻巧柔软的织物状材料补丁，可以像潜水衣一样弯曲和扭曲，并在穿着者的身体移动时保持与穿着者皮肤的直接接触。它由夹在保护性硅胶片之间的电子薄层组成。一层包含为设备供电的NFC技术。这可以激活另一层：执行器阵列，每个执行器都可以单独激活，并调整到不同的振动频率以传递更强或更弱的感觉。这堆比鼠标垫稍薄的电子设备最终形成了粘在皮肤上的贴片。该设备在最近出版的《自然》杂志上有描述。

Rogers指出，该技术的一些要素已经存在于其他设备中，但是他说，他的团队开发的的贴片以一种新的方式将它们结合在一起。“小型执行器、无线控制策略、轻薄，灵活，柔软的结构、与皮肤的柔软，温和的接触、无需电池的操作-这是我们过去从未报道过的一系列技术特性的集合，”他说。“当您将它们全部组合在一起时，最终会得到一个完全不同类型的平台，我认为它将成为一个真正强大的起点，最终您可能拥有具备1000个执行器的全身套装，它们都是同时受到控制，并具有人们实际要使用的尺寸。”

Steimle指出，其他团队已经开发出了更薄的执行器，但是使用了不同的刺激皮肤的方法。物理振动的模块“往往笨重，坚硬，且耗电量大，因为你需要实现机械运动，”他说。“有机械运动的配合，当然能出色地起作用。”

到目前为止，研究人员已经测试了各种形状和大小的贴片原型，以适应身体的各个部位。例如，圆形的贴片放在手背上，而X形的贴片放在背部。在一个演示中，一家人在视频聊天时使用该贴片体验了远程触摸。在另一例演示中，一名下肢截肢者用假肢抓住了一杯啤酒。每个指尖均配备有传感器，该传感器与上臂的贴片进行通信，从而提供有关其机械臂所握住的物体的触觉信息。最终，一个测试对象在玩战斗类游戏时佩戴了多个触觉贴片，因此游戏中化身的四肢所受到的虚拟打击可以传输到他的真实身体的相应部位。

尽管Rogers和他的同事们已经建立了一家新兴公司来潜在地将其设备商业化，但他们说，这并不是他们继续研究的重点。Rogers说，在不久的将来，他们希望可以使贴片更轻、更薄、更灵活。他们还在试验其灵敏度：由于可以调节执行器，使其在皮肤或多或少可以感知到的频率下振动，因此从理论上讲它们可以传递更强或更弱的触感（尽管这将需要更精密的系统来输入信号，可以区分轻柔的抚摸和较粗暴的推动）。Rogers认为，未来版本的触觉贴片可能会产生更多类型的感觉。除了在皮肤上垂直的接触外，它还可以传递缠绕运动或温度变化。

“我认为这项技术的应用空间十分广泛，而且很明显，我们需要这种类型的触觉输出，”Steimle说。他指出，最常见的商用触觉设备是智能手机，它只有两种模式：振动或不振动。“当然，这不是很有说服力，这实际上并没有为我们人类以及我们如何触摸，如何感觉，如何感知周围的世界起到什么帮助，”他说道。“任何有助于我们改善触觉通道、触觉通道的表达能力的东西，都将有助于我们将来实现更高级的计算接口。”

最初发布于2019年11月25日

原文链接：https://www.scientificamerican.com/article/new-virtual-reality-interface-enables-touch-across-long-distances/

战斗机飞行员培训新方案：增强现实模拟假想敌战机

在空战环境中训练顶级飞行员时，通常需要有飞行员驾驶作为假想敌的战斗机。而在训练中扮演敌方非常昂贵且危险。服役于英国皇家空军（RAF）的Daniel Robinson，同时也是Red 6 Aerospace公司的联合创始人兼CEO，开发了一个增强现实平台，名为机载战术增强现实系统（Airborne Tactical Augmented Reality System，简称A-TARS）。它可以为飞行员创建虚拟的对手，例如中国的J-20，用于飞行员的空中对抗训练。

Robinson说：“至关重要的是，我们的竞争对手的创新步伐是如此之快，以至于我们无法准确模拟在任何即将到来的冲突中可能被要求对抗的威胁类型。”

Robinson是第一位与美国空军一起驾驶F-22战斗机的非美国飞行员，他亲眼目睹了所谓的红军对手的需求。“简单来说，战斗机飞行员每次升空训练时，他们都需要飞机和飞行员进行对抗训练，”Robinson在最近的一次采访中说。“如何提供这些对手是一个明确的痛点，不仅对于美国空军，而且对于所有军种和盟军而言都是如此。仅就美国空军而言，这是一个每年要花费数十亿美元的问题，并且由于长期缺乏前线飞行员和机队老化而无法模拟最新的威胁，解决这一问题变得越来越困难。”

通过已获得专利的显示技术，A-TARS系统将虚拟飞机放入飞行员的头盔显示器中。当前的显示系统具有105度的视场角，并集成到了标准的HDU 55头盔系统中。它也能够在日光环境下工作。他说：“我们能够将虚拟飞机带入现实世界，带入飞行员的视线中。”并且，A-TARS还可以用于任何级别的空战飞行员培训。

Robinson受到了Red 6首席产品官Glenn Synder开发的技术的启发。该虚拟现实系统使在英国赛道上的一名赛车手能够同时与身在美国的赛车手竞赛。Robinson说：“两位赛车手都佩戴了基于虚拟现实的头盔，但是却在真实的赛道上驾驶着真正的汽车。”

“他们在这个虚拟世界中同时相遇，并在两条真实的赛道上进行比赛，即使中间隔着大西洋，”他解释说：“这是VR（虚拟现实）领域令人难以置信的首创，是非常重要的技术突破。一看到它，我就开始联想，并问他们：’我可以用飞机替换这些汽车吗？’他们说是的，尽管很复杂，但很有可能。”

Robinson认识到，虚拟现实或真实世界的完全数字化对于进行空中训练的飞行员来说是不可行的。但是增强现实，或将某些虚拟元素叠加到现实世界上，提供了新的思路。他说，Red 6必须解决在户外和高度动态化的环境中使用增强现实的问题，例如每小时飞行数百英里并执行快速机动的喷气式飞机。

Red 6开始了其研发过程，并在2018年Starburst Aerospace加速器的年度East Coast Selection Committee活动中推出了该平台。该公司在洛杉矶的Moonshots Capital领投的种子轮融资中筹集了255万美元，并获得了Austin’s Capital Factory、IronGate Capital Advisors以及其他投资机构的支持。

美国空军注意到了这家公司，特别是当Robinson向空军创新部门AFWERX和空军研究实验室（Air Force Research Laboratory，简称AFRL）提出他的想法时。在今年2月，Red 6 Aerospace对该服务进行了可行性演示，展示了在静态环境中（在停放在机库中的一架试验飞机的驾驶舱中）的增强现实平台的情况。

“我们有试飞学校、AFRL、空战司令部，空军教育训练司令部的代表，”Robinson说：“他们都来看我们的系统。他们能够坐在驾驶舱中，戴上我们设计的头盔，通过增强现实系统，我们能够看到周围的飞机，同时仍然可以看到真实世界。”

在地面演示之后，空军与Red 6公司签署了小型企业创新研究（SBIR）第一阶段合同。本月早些时候，Red 6获得了150万美元的SBIR第二阶段合同。该公司将在接下来的几周内为利益相关者进行空中演示。

“上周，我们在真实飞机和增强现实中进行了世界上首次增强现实空中加油测试，”Robinson说道。“我们飞到了模拟的空中加油机附近，并在旁边加入了模拟的F-22战斗机。我们能够实时围绕加油机进行机动，接近加油机，甚至感受到了加油杆插入我们的飞机。这对我们来说是一个非常激动人心的新世界。我们测试了空中加油训练，但它可以是任何东西，包括一架正在机动的J-20。”

Robinson表示，这家总部位于圣莫尼卡的公司预计将在2020年第一季度筹集A轮资金，以继续开发该技术。

最初发布于2019年11月21日

原文链接： https://www.afcea.org/content/flying-augmented-reality

纽约警方将虚拟现实技术用于主动射击场景训练

基于虚拟现实的培训，使纽约市警察局的警员们能够以比现实的主动射击训练场景快10倍的速度进行训练，并且还有额外的好处，可以提供有关警员表现的即时反馈。

今年4月，来自纽约警察局巡逻级别、反恐局和紧急服务部的约200名警员参加了由V-Armed开发的模拟训练内容的技术测试，该公司为执法部门和急救人员创建3D VR培训体验。在这种培训过程中，参与者会进入纽约的911国家纪念馆的虚拟版本。

“作为一名教员，很多时候你都无法进入需要进行训练的区域，尤其是那些你需要防守的极其重要的区域，”Raymond McPartland警官说。“比如，我怎么才能关闭世界贸易中心的纪念馆，让100,200人实地进行8小时的训练?这是不可能的。”

但是，通过VR技术，我们可以拥有“与实际环境同等尺寸的虚拟环境，让负责该区域的警员能够在其中进行训练，”他补充道。

纽约警察局一直在进行基于现实的主动射击训练，但它面临着现实世界的限制。比如，现实场景是静态的，教员无法增加更多人来提升场景的复杂性。

VR改变了这一点。最近在布鲁克林进行的持续一周的测试中，训练场景一开始还是空荡荡的走廊和房间，以让学员适应这项技术。McPartland说道。随着鼠标的点击，更多的障碍物和人员加入了这一场景，场景就变得越来越复杂。

他补充说，该技术还十倍提升了每组受训人员在一个场景中训练的次数，从以前的3次提升到了30次左右。

“这很重要，因为训练需要重复，需要暴露问题，这能帮助我们发现更多的问题，进行更多的批判性思考，这些都是警员们必须处理的。”McPartland说：“他们在任何时候都会不习惯于某一种场景，因为我们可以随心所欲地改变它。”

警员们戴着护目镜般的VR头显，配备了专用的枪支和身体标记点，通过Wi-Fi将数据传输到安装在60英尺×40英尺区域上方桁架上的动作捕捉摄像机。使用来自标记点的数据，V-Armed系统可以跟踪警员们的动作，并创建一个与他的身形大小和步态相匹配的逼真的化身，这样一来，“他在现实世界中所做的每一个动作都会完全一致地呈现在VR世界中，“McPartland说。

这些枪支也同样具有标记点，并能传输例如射击次数、子弹轨迹、命中、未命中和瞄准等数据。“在基于现实的训练中我无法做到这些事情，因为我无法回顾警员们的操作，“McPartland说。“而在VR中，所有内容都被记录下来，并且可以回放。”同时还有一些额外的数据，比如谁被击中了，是好人还是坏人，以及警员在场景中的移动花费了多长时间。

路易斯安那州立大学国家生物医学研究和培训中心组织了这次测试。该中心的内部运营和计划副主任Jason Krause表示，虽然V-Armed系统提前构建了模拟环境和动画内容，但仍有一位员工在现场确保系统正常运行，教员可以让这位员工添加或移除训练中的内容。

“我们不会将此作为一种体验，”Krause说。“我们不只是让警员们排队进入其中，然后将他们传送到虚拟现实场景，然后循环这一过程，而是将其整合到一个完整的8小时的课程中”，并且由国土安全部认证。该课程从一场宣讲开始，然后警员们前往训练场地，然后进入VR模拟环境中。警员们需要接受测试和评估，并在最后获得证书。

在VR培训之后，警员们会收到一份行动后报告，并与教员一起回顾训练的视频片段，讨论他们做得好的地方，以及可以改进的地方。警员们可以选择再次进入场景，来应用他们所学到的知识。

“真正的学习来自批判性思考，因为你可以为特定的训练场景改变VR中的任何东西，”McPartland说。

路易斯安那州立大学国家生物医学研究和培训中心与国土安全部和联邦紧急事务管理局的国家培训和教育部门签订了合作协议，由该中心负责培训州和地方的快速响应人员。它每年通过其执法主动射击紧急响应(Law Enforcement Active Shooter Emergency Response，简称LASER)课程进行约50次主动射击训练，其中包括课堂宣讲和基于位置的VR培训课程。

该中心本月将在华盛顿州林伍德市与西北太平洋地区的应急人员进行第二次测试。Krause表示，在此之后，中心官员将考虑明年如何提供VR模拟内容，作为LASER课程的一部分。

McPartland说，他希望再次使用这项技术，来确定警员们应用他们第一次学到的东西的水平。“我们想对其进行回顾，”他说。

最初发布于2019年7月30日

原文链接：https://gcn.com/articles/2019/07/24/vr-active-shooter-training.aspx

美国陆军正在为虚拟现实训练建立真实城市的3D数据库

美国陆军负责现代化的部门正在建立一个新的数据库，其中包含卫星图像以及来自世界各地的城市和关键地形的3D模型，这些模型有朝一日可能会用于支持士兵们的虚拟训练。

这项名为One World Terrain(OWT)的工作是美国陆军全面现代化工作的一部分，旨在创造比专门建造的训练设施更加真实的合成训练环境。

“One World Terrain基本上就是合成训练环境的数据库，”Dylan Morelle中校在近日的美国陆军未来司令部媒体活动中表示。

美国陆军官员正在与私营企业合作，以确保OWT能囊括来自商业机构、学术机构和政府机构的测绘、卫星图像和无人机拍摄数据，以便领导和士兵们能够在需要时访问它，来自美国陆军未来司令部旗下合成训练环境跨职能团队的Morelle说道。

Morelle说：“我们希望能够拥有这些信息的知识库，并能够将其提供给作战人员。”

Morelle以波士顿的三维模型为例，通过鼠标点击，展示了指挥官或小型作战单位领导如何规划城市内的路线并标记已知的敌人位置。他说，这项技术还可以显示“敌人可以看到或看不到的地方”。

OWT旨在与美国陆军的可重新配置虚拟集体训练模拟器(Reconfigurable Virtual Collective Trainer，简称RVCT)合作，后者将包括航空平台和地面平台，以及步兵集体机动训练和其他模拟枪械和任务排练能力的模拟器，Morelle说。

“它已通过一次用户评估，并正在被告知要求，”Morelle说道。并且他还补充说，美国陆军在今年6月与地理空间情报数据和软件公司Vricon签订了原型合同，根据Vricon官网的信息，该合同价值高达9470万美元。

“到2021年第四季度，该项目将可以为美国陆军提供初步的作战能力，”Morelle说。并且美国陆军希望在2023年达到全面的作战能力。

OWT还将被设计用于美国陆军的集成视觉增强系统(Integrated Visual Augmentation System，简称IVAS)，这是一个由微软开发的系统，使用增强现实技术为单个士兵创建综合训练环境，目前还仍然是一个护目镜形式的原型。该系统同样被设计用于在战斗中使用，因为它可以将使用者的武器瞄准十字线投射到战术眼镜中。

美国陆军官员表示，最终版本的IVAS计划于2021年第四季度完成。

Morrel说，负责OWT项目的官员希望利用人工智能和机器学习技术，将建筑物的蓝图转换为可供使用IVAS训练的士兵使用的真实房间模型。

“也许这是我们了解那些建筑的唯一方式，”他说。“AI可以查看该蓝图并创建它的3D模型。”

最初发布于2019年7月23日

原文链接：https://www.military.com/daily-news/2019/07/18/army-building-3d-database-real-cities-virtual-reality-training.html