浅谈VR技术

罗家繁

（广州达讯网络科技有限公司）

摘 要： 在科学技术飞速发展的今天，互联网与其他社交网络的出现与不断发展，将这个大千世界通过网络的联系凝聚成一个小世界，时间与空间的限制不再成为人与人之间距离的阻碍，互联网已经成为人类生活中不可或缺的一部分，随着互联网不断走向成熟，许多人已不满足科技水平止步于此，停滞不前了，由此，人们将会产生一系列的疑问：什么会成为下一个继互联网之后具有时代性的科技爆点？它会在哪里？答案已經显现出来了，那就是虚拟现实，它将会在社会、生活、科技、军事等相关领域对人类产生重大的影响。纵观电话、移动通讯设备手机、电视、计算机等的出现，我们能说人与人之间的信息传递、交互方式不受这些设备出现的改变和影响吗？当然不能。同理，我相信，VR的出现以及普及，将会掀起一场巨大的时代浪潮，促使整个社会在信息、科技、经济等领域上迈向另一个新的世界，创造出一个属于我们的VR时代。

关键词： 虚拟现实；技术；应用领域；发展

随着信息技术产业的快速发展，人类对于一些源自于梦想的科技创新产品进行研究，运用当代先进的技术水平、相关知识理论与先进设备一步步将其从虚拟的变成了现实，VR就是其中一员。VR的渊源是出现在中国战国时期《墨子？鲁问》中记载的削竹为鹊，让其在天上飞行三天不落的史籍，后来外国小说《美丽新世界》和《皮格马利翁的眼镜》中提到的头戴设备能与电影中人物交流等，终于在1956年，美国人完成了对古代虚拟梦想的目标，研究发明了世界上第一台VR设备。直到近几年，VR终于真正爆发了，在业界的大力推广之下，逐渐成为当今时代的热点。因此，在这个VR时代，企业要做的便是认清VR在国内外的局势，抓住机遇，让VR在各个领域释放出它最原始的美。

1、虚拟现实的概述

VR，其英文全称为Virtual Reality，中文意思是“虚拟现实”。我们可以分段来理解这个词，“虚拟”即可理解为一个不真实的时间，不现实的环境，所闻所见都是虚拟的，这些都是通过计算机技术实现的，我们在这里看到的也是属于计算机为我们构建出来的世界。“现实”是指我们所处的真实的世界，具有真实的时间、现实的环境，可以触碰、真实感知到的。“虚拟现实”即是利用当代一些高新技术设备及手段，如计算机等，为人类提供一个三维的虚拟立体空间，创造出一个可以让人从视觉、听觉等感官中体验到的逼真效果并且仿佛置身于现实世界的一个全新的世界。而虚拟现实技术，则指的是将虚拟信息通过以计算机技术等手段进行搭建、层层叠加并融入到虚拟与现实的空间中，这样，一个具有综合性的交互式计算机平台就形成了。虚拟现实技术实际上不只只有VR，它还包括AR，即增强现实（Augmented Reality），而后来又衍生出MR，即混合现实（Mixed Reality），我们将其称为3R产业。

2、虚拟现实的特点及技术原理

完全沉浸式是虚拟现实的一大特征，此类VR系统为用户开放一个具有完全沉浸的体验平台，让用户如同身处一个真实的大千世界中，实际上，这个“世界”是计算机创造出来的，它通过一定的技术手段，让用户感受周身360°的一切事物，完全沉浸其中，这种系统是较为理想的、也是较为高层次的虚拟系统。

它通常使用的显示器设备类型是头盔式的，其原理是：在供给使用者一个虚拟空间之前，要对使用者的感官先进行封闭，然后利用一系列的输入设备和具有感官特性的设备，如空间位置定位器，三维鼠标等，使使用者在使用过程中产生一种投入感、置入感，身入其境。它具有4个方面的特点：高度沉浸感、高度实时性与高度交互性、良好的系统集成度与整合性能、良好的开放性。正是有这4方面的特征，才不会使前期出现的眩晕感成为其发展的阻碍因素，才能对虚拟现实系统以更加简便、更加灵活的方式进行构造，更加人性化。

说了它那么多的特性之后，它到底是采用何种技术的呢？又是如何运作的呢？

一是立体显示技术，其主要原理是依据人眼的立体视觉，利用人的两只眼睛所形成的视觉差的原理和运用一些技术手段将其还原成三维立体效果。但是，要怎样才能实现这种立体三维效果呢？有哪些技术呢？就目前来说，有几种方式可以实现，分别是：偏振光分光3D显示、图像分色立体显示、分时显示、HDM头戴显示技术等。

二是3D建模，它在动画、影视、工业设计和建筑设计中得到了广泛的运用，3D建模是在虚拟的三维空间中通过各类三维设计软件，如3Dmax、Maya、Lightwave 3D等，建造出一个有三维数据的模式，构建出一系列栩栩如生的人物与场景，给人以强烈的立体视觉冲击感。

三是多感知自然交互技术，主要实现动作捕捉、眼动追踪、语音交互、触觉技术等几个方面。那么，它们涉及到哪些方面呢？又是如何实现的呢？首先，动作捕捉，就是要实现捕捉人体的包括各类身体、肢体动作，这是为了更加自然的实现现实世界与虚拟世界之间的交互，它通常包括传感器、数据处理设备等，通过这些外在设备的辅助，才能更好的感知真假世界的变化，做出确切的数据处理。眼动追踪，它利用摄像头进行捕捉，再用算法实现对人脸的识别、定位与追寻，从而确定目标的活动范围。语音交互需要对使用者声音特征的获取并进行匹配的相关识别技术，还需要对语音内容的理解技术。触觉技术则是通过某些设备或技术手段，给使用者一种触觉上的感受，如向使用者施力等等。这几种技术的结合运用，会使虚拟中的世界更加真实，更加丰富自然。

3、虚拟现实的国内外现状

（1）国内现状

我国真正开始在VR方面进行研究要追溯到20世纪90年代，在那时，应用仅仅只存在于小范围内，如高档商品上，存在这样情况是由于当时技术不够先进，设备不够完善、成本太高。直到近几年，随着人机交互技术的引入与不断发展，再加上一些显示设备的完善，VR技术真正进入国内市场。

就目前中国市场而言，VR企业有哪几类呢？主要有2大类，分别从传统和新型产业入手。一些在市场上趋向于成熟或者已经成熟的企业会从传统的软硬件等方面向VR 领域扩展，深入；而一些新型的企业则会从平台的搭建、软硬件的应用、与生态的联系等方面进行完整的布局规划，主要有腾讯/阿里巴巴、乐视网等。

国内VR的现状如此，那么，国外又会是哪番格局呢？

（2）国外现状

上世纪90年代，外国在VR领域上已领先于我国，那时，外国市场上已经出现了3D游戏了，如任天堂的Virtual Boy游戏机，也有诸多电影也引进了VR技术，如《异度空间》、《捍卫机密》等，虽然在当时引发了很大的关注度，但仍存在着一些技术上和设备上限制，许多用户对画质、价格、时间延迟等表示不太满意。直到近几年，外国技术逐渐迈向成熟，计算机拥有足够强大的运算能力去渲染VR世界，解决了90年代的诸多阻碍因素，据有关数据显示，国外VR市场将会在未来五年内飞速发展。

4、虚拟现实在不同领域的应用

VR正在悄悄地走进我们的世界，一步一步地深入到我们的生活中，它让我们可以从另外一个视角或者说另外一个世界去探寻我们在现实生活中想要探寻却无法探寻的东西。无论是在教育事业还是医疗事业，航天、社交、购物或是游戏行业，VR这只无形的手时刻伸向我们，以下就虚拟现实技术在教育事业方面进行探究。

对教育事业来说，虚拟现实的引入将会给教育带来一个前所未有的繁荣发展的局面，无论是对于教育者还是学习者，将会在更深的层次理解知识。“纸上得来终觉浅”，随着VR设备的引入，我们可以在VR的世界里找寻我们想要的答案，多方位感知真实世界中难以得到的体验。

其主要应用有模拟训练、VR教学环境、VR实验室等，这些方面的运用，消除了时间与空间的阻碍因素，也减少了成本和时间，同时，在一些存在危险因素的项目学习中，有效地避免了某些威脅成分。VR技术的应用，可以让学习者或使用者更加放心的进行操作，如虚拟的化学实验室教学系统，可以免除学员因操作不当或手误等情况而造成的大小型人员受伤的事故，保障人员安全。在虚拟的医学教学系统，将人体的结构以VR的形式展现，让学生更加清晰地了解人体的基本架构，了解各器官的运作机制，较之传统的教学方式，显得直观、易懂、生动。

针对VR在多领域的应用，在未来的几年内，企业应该思考如何让VR深入到生活的方方面面，并带动产业的升级与发展。

5、虚拟现实的未来展望

针对目前国内外市场所处的阶段，VR技术还不够成熟，机遇与挑战并存。在技术方面，需要考虑的不仅仅在计算机方面，而且要放眼大范围的科学技术，诸如人脑科技，生态平衡知识技术、医学技术。在消费市场上，有些消费者对VR还没有完全的认知，得不到很大的推广。在面对这些挑战，许多公司CEO纷纷作出回应，FaceBook——Mark Elliot Zuckerberg表示，VR将是引领下一个风尚潮流中最突出的计算机通信与社交平台。腾讯——马化腾认为VR很大可能会成为颠覆微信的下一代信息的终端。

虚拟现实作为一个新兴产业，在未来市场上有很大的发展潜力，它将会像互联网或智能手机初现时一样，在社会上掀起一阵全球化智能热潮。VR将会对传统产业产生重大的影响，让传统与新兴产业结合，引发一场巨大的社会变革，同时，VR技术的实现，会为其他产业的生产模式、生产技术等方面带来便利，降低企业生产成本、生产时间，甚至让企业的整体经济、技术水平上升到更高的层次，全面推动产业的升级，迈向一个更大更宽的世界，真正实现属于我们的VR时代。

参考文献

[1] 宋海涛、陈韵林、安乐、文均雷 《虚拟现实+：平行世界的商业与未来》.

[2] 王斌 《VR+：融合与创新》.

[3] 王寒 《虚拟现实：引领未来的人机交互革命》.