虚拟现实是什么?我们如何在虚拟中触摸现实?

2016-01-12 15:05 行业报道   来源:人民网

导读小朋友在体验虚拟现实三维驾车,屏幕上显示的正是他看到的影像。“太刺激了,就像真的一样!”体验者小乐刚刚戴着虚拟现实头盔体验了一把过山车,那真实的感觉甚至让站立的她不禁打了个趔趄。近几年,虚拟现实技术逐渐走出实验室,为越来越多的消费者所了解和体验。在刚刚结束的国际消费类电子产品展览会(CES)上,虚拟现实成为最受瞩目的“黑科技”之一,相关参展企业达数十家。  

小朋友在体验虚拟现实三维驾车,屏幕上显示的正是他看到的影像

“太刺激了,就像真的一样!”体验者小乐刚刚戴着虚拟现实头盔体验了一把过山车,那真实的感觉甚至让站立的她不禁打了个趔趄。近几年,虚拟现实技术逐渐走出实验室,为越来越多的消费者所了解和体验。在刚刚结束的国际消费类电子产品展览会(CES)上,虚拟现实成为最受瞩目的“黑科技”之一,相关参展企业达数十家。

通过计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,让人有身临其境之感

只需在淘宝上搜索关键词“虚拟现实”(VR,virtual reality),就会出现各色品牌、琳琅满目的“VR头盔”,从几十元到万把块钱,从纸糊的到工艺考究的,应有尽有,销量也大多不错。与淘宝上的热销类似,在号称“资本寒冬”的2015年年末,虚拟现实技术成了资本市场的宠儿,不少创业团队都获得了投资。

今年上半年,Oculus(奥克拉斯)、HTC(宏达电)、索尼等知名厂商均将推出各自的虚拟现实头盔,腾讯也在近期公布了其虚拟现实技术的相关规划。巨头倾心、创业者涌入,一时间,2016年成了很多人眼中的虚拟技术元年。

那到底什么是虚拟现实?它的原理是什么?

虚拟现实,简单地说就是通过计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界,向使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让人有身临其境之感。

目前的消费级虚拟现实头盔,外形大多像一个大号的护目镜,两个镜片上带有显示屏,每个显示屏上传递的内容相同,从而产生三维立体效果,同时利用陀螺仪追踪佩戴者的头部移动,以更新图像数据,实现360度视角的沉浸式体验。而淘宝上销售的价格仅几十元的“纸板头盔”,同样内置光学镜片,但需要在手机上安装特定软件,然后将手机放入其中充当显示屏。

虚拟现实并不是一个新概念。早在上世纪30年代前后,就有人发明了一种飞行模拟器,尝试使乘坐者获得飞行的感觉体验。其后,仿真模拟的思路被不断探索,计算机的出现,推动了仿真技术的发展,逐步形成了计算机仿真科学技术学科。直至今天,以计算机为代表的一系列技术的推进,使虚拟现实技术进入高速发展期。

在航空航天领域和军事等领域,虚拟现实获得了较早的应用,初期多被用在培训宇航员以及军队士兵战术演练等环节。设备虽然精密可靠,但通常价格昂贵、体积大、分量重,很难实现民用,而计算机技术的发展,让那些花费数十万元的东西,变成几千元的产品,虚拟现实也因此慢慢进入公众生活。

从屏幕到工业设计,从工艺到内容策划,虚拟现实技术仍面临诸多挑战

游戏与影视,是目前虚拟现实技术最为人看好的商用领域。所谓的虚拟现实元年,也往往指的是虚拟现实技术将在这两个领域实现爆发式增长。

和传统游戏不同,借助头盔、动作传感器等交互设备,使用者能获得沉浸在游戏现场的真实体验,你不再仅仅是游戏情境的局外人,而是深度介入者。虚拟现实在视听方面带来的革新,也被影视制作公司看重。诺基亚于2015年发布了一款球形的虚拟现实摄像机,拥有8个摄像头,可以360度拍摄影像和采集声音。这款产品针对的用户,就是影视制作公司。

成立于2014年的焰火工坊一直专注于虚拟现实技术的研发,在其总裁娄池看来,虽然虚拟现实技术的前景向好,但其特性决定了其将呈现稳定、快速发展的趋势,而不太可能会有一个爆发式的增长。2015年也曾被人称作“元年”,只能说这几年确实是虚拟现实技术发展的重要阶段。

尽管腾讯也在虚拟现实技术方面进行了探索,但其掌门人马化腾在乌镇互联网大会期间曾表示,我们看到了这个趋势,但不知道这是不是未来。

推广尚需时日。中国计算机学会理事、北京师范大学教育部虚拟现实应用工程研究中心主任周明全认为:“从科研角度看,经过数十年发展的虚拟现实技术已经有了一定的积累并相对成熟,但一项技术,从实验室到消费者,还有漫长的路要走,这需要巨大的投入和整个产业的推动。”

腾讯智能设备创新中心负责人田刚认为,虚拟现实技术非常复杂,既要有好的效果,还必须功耗低,易于佩戴,这些结合在一起就变成对全行业的开发挑战。从显示芯片到处理器,从屏幕到工业设计,从材料以及工艺,还有美术、程序、内容策划等等,都对产业提出了新的要求。

在腾讯智能设备创新中心技术总监李树欣看来,一款真正让普通消费者接受的产品,至少需要具备两个方面的要素,首先是体验,虚拟现实和其他的设备不一样,手机速度慢可以忍,但虚拟现实设备与人的感官直接相连,眩晕、延迟、低分辨率,这些都是消费者无法接受的。其次还要有好的内容留住用户,让它能成为人们生活、工作的一部分。

分析人士表示,目前虚拟现实技术还存在不便穿戴,易眩晕等难题待解,配套的高质量内容也比较缺乏,爆发式增长的可能性不大。

不只看电影、打游戏,虚拟现实技术在教育、医疗等领域想象空间巨大

如果只是将虚拟现实的应用前景着眼于娱乐产业,那就小瞧这项技术了。北京师范大学教育部虚拟现实应用工程研究中心就主要从事这项技术在文化遗产保护和医学上的应用,先后开发了北京胡同虚拟现实游览交互系统、秦兵马俑阵列运动模拟、虚拟内窥镜等程序。

除了娱乐产业,周明全十分看好虚拟现实技术在教育培训、医疗手术方面的应用。“借助虚拟现实技术,在线教育可以在内容呈现和场景呈现两个方面实现突破。通过构建逼真的三维教学环境,很多复杂的、日常生活难以体验的知识和概念将更容易被学习者理解和接受,进而提高知识的传递和内化效率。”

据了解,国内外均有研究者尝试将虚拟现实技术与手术培训结合。周明全介绍,医生可观察三维的人体内部图像,并通过力反馈设备模拟触觉,让医生在模拟切割组织时感受到器械的压力。如此,既可以重现高风险的手术案例,又能让医生反复练习,有利于降低手术的风险和成本。“我们与协和医院有合作,就是探索利用三维打印和虚拟现实等技术进行手术预演。”

虚拟现实技术甚至还和新闻行业擦出了火花。2015年10月,《纽约时报》宣布与谷歌合作,发布了一款虚拟现实新闻客户端。相关专家表示,在报纸上读到关于难民危机的故事时,读者可能并没有很深的感触,但如果通过虚拟现实技术,让你亲临被战火覆盖的新闻场景中,看着周围受难的民众和被破坏的环境,你的认识体会往往更加深刻。新闻记者通过大段描述所能达到的效果,一个身临其境的镜头可能就够了。

为推进我国虚拟现实与可视化的技术创新和产业化,中国虚拟现实与可视化产业技术创新战略联盟于2015年10月宣告成立。成员单位包括虚拟现实与可视化领域企业、大专院校、科研机构、社会团体、政府机构及投资机构等,旨在帮助和扶持国内虚拟现实与可视化从业者资源对接,推动技术创新和科技成果转化。

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