随着XR技术的发展，越来越多的训练采用头戴式显示器（HMD），而非传统的圆顶和平板显示器，以满足更高的要求。XR解决方案可分为两大类：虚拟现实解决方案，受训者完全沉浸在计算机生成的环境中，以及混合现实解决方案，受训者可以在体验由计算机生成的内容的同时访问物理世界的同时访问组成的沉浸式环境。

在飞行员训练中，采用XR的解决方案时通常会受到某些阻碍，例如分辨率和视野不足、延迟过长和人体工程学问题，但当这些问题通过成熟的头戴式显示器技术得到解决时，部署选项就丰富了。

企业级HMD，如Varjo的XR-3、VR-3和Aero，支持飞行员训练计划。例如，美国海军正在重新规划他们的飞行训练课程，以利用虚拟和混合现实设备来支持基本的飞行员训练。美国空军正在寻找混合现实解决方案来训练B-52空中加油。在欧洲，民用直升机基于VR的训练系统记录飞行员飞行训练时间。

那么，使用这些基于XR的技术有什么好处？

混合和虚拟现实训练的优势

采用虚拟和混合现实训练技术有很多好处。它们包括：

成本效益。使用较少的占地面积的沉浸式训练系统来补充或替代传统的训练解决方案（如圆顶模拟器），可以降低训练成本高达99%以上
提高现有部分任务模拟器的价值，通过使用混合现实技术增加全视野和沉浸式视觉效果，应对新的训练任务
设备的便携在需要时提供训练，节省飞行员的旅行费用和时间成本
提高训练速，提供更多训练工具，使受训者完成更多重复和成套动作，使更多受训者在更短时间内熟练掌握
提供引人入胜的训练，鼓励受训者重复任务直到他们掌握为止
全面提高可扩展性

当训练机构成功实施XR解决方案时，他们将以比以往更低的成本更快地训练更多的飞行员，提供更大的训练灵活性。

当今的虚拟和混合现实训练应用场景

基于XR的训练解决方案目前用于支持各种核心商业和军事飞行训练任务，包括：

航空能力评估
熟悉驾驶舱
空中交通模式审查
核对练习清单
应急程序
通讯
导航
传感器部署
编队与战术飞行

什么是虚拟现实训练

在虚拟现实训练中，受训者看到的视觉内容都会被计算机生成的3D场景所取代，这些3D场景表示支持训练场景所需的虚拟环境。

受训者完全沉浸在虚拟训练环境中，在很大程度上与真实的世界隔绝。这使得用户可以根据需要自由地创建和定制不同的训练场景，并根据设备支持使用手、控制器或眼睛与虚拟内容和对象进行交互。

虚拟现实体验可以从真实世界的全摄影测量捕获到在游戏引擎中3D建模和动画化的计算机生成的场景而变化。一些VR头戴式设备连接到PC，输出强大图形的丰富、逼真内容所必需的。另外，一些VR头戴式设备是不受限制的，内容由板载图形和计算机处理器创建。这允许用户在没有电缆的情况下自由移动，内容的质量和分辨率受到极大限制，并且训练场景受到电池寿命的限制。

虽然基于VR的解决方案可以提供有效的、完全沉浸式的体验，但它们可能会在用户与现实世界对象交互的能力方面受到限制。与真实的人员（如副驾驶员或教员）的合作是有限的，因为在完全沉浸时无法被看到。与传统训练或混合现实相比，与物理世界的交流和互动可能很困难。

虽然VR头戴式设备具有传统设备或混合现实头戴式设备中不存在的局限性，但基于VR的训练解决方案对于训练某些类型的飞行员训练任务非常有效,尤其是那些不依赖肌肉记忆发展或与物理设备复杂交互的任务。如果存在这些要求，混合现实训练解决方案可能更适合。

虚拟现实训练的优点

完全灵活在构建数字体验和支持任何飞机平台方面
真正的沉浸
占地面积最小和最大可移动性
成本较低的浸入式

虚拟现实训练的缺点

体验孤立
用户和现场同事在真实的环境中被分离开
发展肌肉记忆的能力有限
限制了训练某些任务的能力，需要物理硬件（如物理驾驶舱）来实现训练转移

什么是混合现实训练

混合现实就是将虚拟和现实世界的内容以数字方式融合到一个头戴式设备中，使受训者能够在完全沉浸在虚拟环境中的同时，看到现实世界中的特定人物和物体并与之互动。理想情况下，在混合现实解决方案中，不可能区分哪些元素是真实的，哪些是计算机生成的。虚拟对象表现为真实的世界的自然部分，并且将在适当的情况下被遮挡在真实对象后面。用户周围的物理对象可以根据需要被看到和触摸，并且真实的对象还可以影响虚拟元素的阴影和照明。

使用混合现实训练，用户不会与现实世界环境分离，因此他们可以看到他们的手和身体，并与同事和现实世界对象（如物理控制杆和仪表盘）交互。基于混合现实的设备使学员能够立即掌握每节课的要点，并在适当的背景下体验世界,就像他们在真实的飞机上一样，他们能够看到因果关系。最重要的是受训者发展真正肌肉记忆的能力，因为他们可以像在真实的世界中一样与物理硬件交互。

要让混合现实解决方案实现完全沉浸，它们必须令人信服将现实和虚拟内容混合很难或不可能分辨现实在哪里开始，虚拟世界在哪里开始的。由于硬件和开发成本的原因，混合现实通常比VR解决方案的价格更高，但可以获得更高的保真度和对触觉反馈的支持。

收集和处理视频以及显示这些体验所需的处理能力意味着混合现实VR头显目前必须与计算机相连。

混合现实训练的优点

支持触觉反馈和肌肉记忆的发展
沉浸式环境与现实相符
支持直接通信与讲师一起，同时完全沉浸在
支持使用真实的飞行硬件和作战飞行计划
适用于模拟需要反映更真实的操作环境
提供全面的灵活性虚拟世界的可靠性与真实的世界的可靠性

混合现实训练的缺点

需要物理硬件这会增加成本并限制便携性
更复杂解决方案开发
需要连接到PC为了获得足够的图形质量
与VR头戴式头显相比更高的价格和重量
设置比较复杂

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虚拟现实训练VS混合现实训练——你能感受到其中的差别吗？