人與虛擬環(huán)境的交互是當(dāng)前智能交互技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容。在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》中，將智能感知和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，作為我國將重點發(fā)展的前沿技術(shù)列出，期望“以人為中心”的信息技術(shù)發(fā)展，能推動多項領(lǐng)域的創(chuàng)新。近年來，在軍事領(lǐng)域，人與作戰(zhàn)環(huán)境的虛擬并自然的交互技術(shù)和集成系統(tǒng)的應(yīng)用，在很大程度上幫助解決真實作戰(zhàn)訓(xùn)練中的許多實際問題，如費用過高、受環(huán)境限制等，已經(jīng)開始受到各國軍方的重視。
軍事電子沙盤是現(xiàn)代化信息顯示手段，是當(dāng)前指揮高度自動化、快速反應(yīng)、展示空間立體戰(zhàn)爭態(tài)勢的需求。其核心的設(shè)計是人與作戰(zhàn)環(huán)境的虛擬交互技術(shù)，主要是利用計算設(shè)備，如計算機(jī)生成模擬的作戰(zhàn)環(huán)境，通過多通道的輸入，使得人進(jìn)入虛擬作戰(zhàn)環(huán)境，極大的提高指揮輔助決策的能力和響應(yīng)速度。目前，利用大屏幕顯示器、多點觸摸屏和高性能計算機(jī)組成的電子沙盤系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)圖紙作業(yè)和沙盤模型有了可能。
采用智能交互式電子沙盤系統(tǒng)進(jìn)行戰(zhàn)場指揮方案規(guī)劃，能夠依據(jù)任務(wù)要求直觀的進(jìn)行系統(tǒng)的布局，并同時對規(guī)劃中的指定參數(shù)進(jìn)行計算，對規(guī)劃效果做出輔助評估，為方案規(guī)劃提供實時的智能化的輔助支持。并且在規(guī)劃完成后，能夠?qū)σ?guī)劃任務(wù)進(jìn)行推演展示，顯示推演過程中的各項參數(shù)，對所做規(guī)劃進(jìn)行約束驗證和參數(shù)優(yōu)化提供支持。
易視信科技根據(jù)多年從事軍工信息可視化的技術(shù)經(jīng)驗，針對不同軍事應(yīng)用進(jìn)行整體分析設(shè)計，形成一套完整的軍事電子沙盤整體解決方案。
適用對象
軍用智能交互式電子沙盤適用用于軍事指揮、城市反恐處突方案制定和指揮、公共安全領(lǐng)域的指揮、交通應(yīng)急指揮、民航空中管制和機(jī)場調(diào)度指揮等領(lǐng)域。
戰(zhàn)略電子沙盤：小比例尺，用于總參、大軍區(qū)宏觀及關(guān)鍵部位的指揮需要。
戰(zhàn)役電子沙盤：中比例尺，用于集團(tuán)軍、師的軍事部署
戰(zhàn)術(shù)電子沙盤：大比例尺，用于團(tuán)隊的兵力部署
特點
各級指揮系統(tǒng)上下一致
各級電子沙盤精度一致
操作使用快速直觀
熱點地區(qū) + 三維態(tài)勢地形
多比例尺套合
解決方案組成
軍事電子沙盤設(shè)計以“多方共享，多點觸控，可視化交流”為典型交互及顯示特性的軍事可視化交互平臺，軍用智能交互式電子沙盤由電子沙盤硬件和配套的電子沙盤軟件組成，主要包括顯示部分、控制部分、交互操作部分、網(wǎng)絡(luò)接口及通訊部分。系統(tǒng)通過各種接口實現(xiàn)與現(xiàn)有二、三維全國甚至全球地理信息數(shù)據(jù)及軍事模擬訓(xùn)練相關(guān)數(shù)據(jù)庫連接，整個集成系統(tǒng)將戰(zhàn)前地理環(huán)境處理成數(shù)字化地圖，做成數(shù)字戰(zhàn)場，添加模擬作戰(zhàn)單位如：戰(zhàn)車、單兵、飛機(jī)、戰(zhàn)船等，通過可視化及交互協(xié)同功能，優(yōu)化指揮控制，提高部隊的交互、協(xié)同指揮能力。
圖1 軍用電子沙盤解決方案組成結(jié)構(gòu)
軟件結(jié)構(gòu)
易視信軍用智能交互式電子沙盤
圖2軍用電子沙盤軟件結(jié)構(gòu)
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫保存有顯示三維地圖所需的DEM高程數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，以及顯示二維地圖的矢量地圖數(shù)據(jù)和人文數(shù)據(jù)；提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫訪問API，方便用戶定制和擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫功能。二維功能模塊插件顯示指定二維地圖，提供地圖漫游、放大縮小、距離量算、航跡記錄顯示等功能；三維功能模塊插件顯示指定三維地圖，提供地圖漫游、放大縮小、三維目標(biāo)模型顯示、航跡顯示等功能；電子白板插件提供以二維地圖或三維地圖為背景在屏幕上直接用手勢繪圖，提供繪制線段、點、曲線、圓、多邊形等功能，可以實現(xiàn)規(guī)劃、作戰(zhàn)部署草圖等任務(wù)；通訊和數(shù)據(jù)管理模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的解算和管理，為二三維顯示模塊提供實時數(shù)據(jù)。
軟件功能
本系統(tǒng)人機(jī)交互具有以下核心功能:高清大屏幕集中顯示、便捷的多點觸摸操作、直觀的屏幕手寫標(biāo)注、多種信息的并行處理、人性化的操作模式、預(yù)案制定及演示（試驗、訓(xùn)練、作戰(zhàn)）、實兵態(tài)勢顯示及輔助指揮決策、事后任務(wù)再現(xiàn)、分析、評估、日常規(guī)劃與管理、漫游演示（戰(zhàn)場、靶場等重要場所的環(huán)境設(shè)備設(shè)施演示介紹）
主要交互設(shè)計
圖3軍用電子沙盤交互式三維作戰(zhàn)態(tài)勢典型系統(tǒng)顯示畫面
軍用電子沙盤的陸軍應(yīng)用
軍用電子沙盤在陸軍的應(yīng)用主要集中在陸軍戰(zhàn)場指揮，演習(xí)指揮，兵力調(diào)度和部署上，通過電子沙盤的交互手段，快速的表現(xiàn)戰(zhàn)場態(tài)勢將敵我兵力、火力分布，后勤和裝備保障，紅藍(lán)雙方的態(tài)勢，電磁環(huán)境，空地協(xié)同等多種信息集中的表現(xiàn)出來。
1）二、三維電子地圖顯示功能；重要軍事地理地標(biāo)的標(biāo)繪功能（支持國軍標(biāo)符號標(biāo)準(zhǔn)）；2）對重要的軍事目標(biāo)（陣地，哨所，指揮中心、機(jī)場，彈藥庫、運輸線、補給線等）建筑物進(jìn)行地理標(biāo)注；3）支持手動實時標(biāo)繪，具有輔助的地理測量功能。包括作戰(zhàn)背景圖標(biāo)繪和作戰(zhàn)部署標(biāo)繪；4）兵力部署功能；5）任務(wù)規(guī)劃功能；6）任務(wù)推演和任務(wù)回放功能；7）評估功能
航空飛行試驗和空軍航空兵部隊?wèi)?yīng)用
航空飛行試驗電子沙盤軟件是面向試飛指揮員支撐整個試飛試驗過程的需要，針對指揮員的業(yè)務(wù)要求和操作特點，提供綜合業(yè)務(wù)顯示及智能交互式操作，協(xié)助試飛指揮員完成任務(wù)剖面圖討論、實時監(jiān)控、事后回放點評等業(yè)務(wù)工作。另外在參觀室中布置的電子沙盤系統(tǒng)可以在不影響實時飛行指揮的情況下，為參觀者提供一個觀察實時監(jiān)控的交互平臺，摒棄了原有參觀者只能單一的從大屏幕上被動觀看試飛實驗過程的參觀模式，增強參觀者飛行試驗代入感。從作用上來講，智能交互電子沙盤是面向指揮員定制的替代分布式試飛可視化系統(tǒng)的方便、集成版本。另外提供支持多點觸摸、手勢識別的智能交互操作方式。主要功能如下：1）數(shù)字地圖生成功能；2）GIS白板功能；3）智能交互式操作功能；4）試飛態(tài)勢顯示功能；5）任務(wù)回放及任務(wù)講評功能；6）通訊及數(shù)據(jù)驅(qū)動功能；7）電子沙盤可進(jìn)行360°漫游；8）可在直觀的進(jìn)行距離量算；9）多點觸摸控制的人機(jī)界面。
電子沙盤硬件投影機(jī)融合拼接顯示方案
投影顯示屏方案：本方案設(shè)計為專業(yè)融合處理器、投影機(jī)、屏幕等設(shè)備組成的一套完整的多通道展示投影顯示解決方案，可直接運行各類二三維軟件及播放視頻等。系統(tǒng)的核心設(shè)備是易視信EASYVIS E_VIP工程融合機(jī)，基于硬件FPGA處理架構(gòu)，自建邊帶(公共像素)生成功能，無需對信號源進(jìn)行修改，是現(xiàn)有M*N投影系統(tǒng)解決方案中是設(shè)備連接級數(shù)最少，集成度最高的產(chǎn)品。單臺融合處理器輸出支持1×2、1×3、2×2或2×3融合拼接方式。融合處理器內(nèi)自帶專業(yè)顯卡，支持在融合處理器中直接運行客戶現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)軟件、三維仿真軟件、PPT、視頻等，也支持帶專業(yè)顯卡的外部圖形工作站信號輸入。設(shè)備針對多投影的電子沙盤應(yīng)用做了定制，在保證全系統(tǒng)60幀實時處理的同時，保證了顯示內(nèi)容在2×3拼接模式下3072*1536(單臺投影機(jī)1024*768)的原始分辨率，而非其它產(chǎn)品通過普通單路信號采集放大到2×2或2×3屏顯示的模式。本系統(tǒng)可配合易視信科技可視化仿真事業(yè)部的軍用地理信息軟件及智能交互式電子沙盤設(shè)備，可支持多點觸摸功能及GIS白板功能，做為顯示內(nèi)容及輔助交互控制設(shè)備。
電子沙盤硬件液晶顯示屏方案
電子沙盤硬件部分由液晶顯示屏、多點觸摸屏、圖形工作站和可移動平臺及接口組成，為整個系統(tǒng)提供硬件支撐環(huán)境及人機(jī)交互手段。大屏幕顯示屏和多點觸摸屏共同構(gòu)成的交互設(shè)備可以完成高畫質(zhì)圖形顯示和手勢語言輸入，給用戶全新的操作體驗。
