三維動畫軟件的普及, 三維動畫技術在影視、廣告、建筑、醫療、科研、教學等領域得到了廣泛的推廣和應用。三維動畫技術在軍事領域, 主要用于構造三維武器裝備模型和三維戰場環境模型, 并圍繞這兩種類型的模型展開多方面的應用。

　　武器裝備是構成軍隊戰斗力的重要方面, 利用三維動畫技術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發、訓練教學、維護保養等各個環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行, 設計靈活性小, 既不直觀, 又耗費人力, 工作效率低。隨著計算機輔助設計 (CAD) 技術的興起, 科研人員利用建模軟件先構造武器裝備的三維實體模型, 并結合其物理特性建造一個虛擬樣機。在頂層設計階段, 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, 方便地修改技術參數和狀態條件, 試驗不同的設計方案, 從中發現設計缺陷和不足并加以改進, 直至獲得最優的設計方案, 從而為物理樣機的設計和制造提供科學的參數依據。在武器實驗階段, 利用虛擬樣機在虛擬環境中進行武器實驗, 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。運用三維動畫技術輔助新型武器裝備的研制, 能有效縮短設計周期, 節約開發經費, 增加設計的靈活性, 大大提高研發效率。圖為美軍在未來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武器裝備的構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。三維動畫技術擅長表現復雜的空間關系, 能將武器裝備的基本構造、技術原理、工作過程、破壞機制等在三維空間重現出來, 受訓者能從不同角度、不同方位觀察和領會, 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律, 從而加深受訓者對學習內容的理解, 降低學習難度。圖為多媒體教材《常用機構》, 運用三維動畫技術展現復雜的機械結構和運行原理, 清晰明了, 易教易學。

　　(三) 在武器裝備操作訓練中的應用

　　現代武器系統技術日趨復雜和昂貴, 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武器由于經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實訓練軟件, 眼見其形, 耳聞其聲, 手腦并用, 在生動逼真的環境中, 對武器操作使用的一般程序、動作要領、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, 又節省了訓練費用, 也不會造成環境的破壞和污染, 軍事、經濟效益十分明顯。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武器結構復雜、技術含量高, 對維修人員的技術水平要求很高, 一些復雜的故障和問題, 部隊的技術人員已經難以解決, 必須借助廠家和科研單位的技術力量, 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迎運而生。后方的維修專家借助網絡, 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場再現武器裝備的三維內部結構, 如電子電路、傳動機構等, 在三維空間中為部隊技術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《三維動畫技術在軍事領域中的應用》