VR离普通人还有点远:5-10年将迎来集中爆发期!

发布网友 发布时间：2022-09-25 09:55

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热心网友 时间：2023-09-16 20:22

作者：中国科普博览文字取材于科普中国作品《进入另一个世界：虚拟现实技术》

人类想要逃避乏味的现实去往另外一个世界的愿望古已有之。我们会听故事，读小说，看电影，玩游戏，到了计算机技术兴起的现在，就有了虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）。

然而，被称为“VR元年”的2016年，并没有像很多人期待的那样成为VR的爆发年。不过，把它定位成VR产业平稳增长的开端似不为过。除了谷歌、微软、高通、三星等科技巨头纷纷入场，数百家初创公司也应运而生。据报道，电气与电子工程师协会(IEEE)预测，包括VR、AR(增强现实技术)在内的数字感知技术，将在未来5—10年迎来集中爆发期。

主题公园中的虚拟现实体验

最终极的虚拟现实技术或许像电影《黑客帝国》演绎的那样，一根连接线插在脑后，我们就进入了另外一个世界。当然这只是科幻中的畅想，真实的虚拟现实技术究竟是怎样的呢？

虚拟现实技术的概念早在上世纪60年代就提出了。人类通过视觉，听觉，嗅觉，触觉和味觉等几种感官接受外界的信息。有研究认为人类接受的信息80%是来自于视觉，所以目前的虚拟现实技术也主要集中于如何让人能够“看到”虚拟世界。

按最早提出虚拟现实概念的学者J.Laniar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。

今天，虚拟现实已经发展成一门涉及计算机图形学、精密传感机构、人机接口及实时图像处理等领域的综合性学科。

生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题：

①以假乱真的存在技术。即，怎样合成对观察者的感官器官来说与实际存在相一致的输入信息，也就是如何可以产生与现实环境一样的视觉，触觉，嗅觉等。

②相互作用。观察者怎样积极和能动地操作虚拟现实，以实现不同的视点景象和更高层次的感觉信息。实际上也就是怎么可以看得更像，听得更真等等。

③自律性现实。感觉者如何在不意识到自己动作、行为的条件下得到栩栩如生的现实感。

为了成功地开发这三大技术，虚拟现实必须处理好如下图所示的各个要素之间的相互关系。在这里，观察者、传感器、计算机仿真系统与显示系统构成了一个相互作用的闭环流程。

从技术上讲，目前VR主要存在诸如动晕症、人机交互方式不够自然、视觉听觉之外其他人体感知模拟不足等问题。这些问题短期内恐怕难以彻底解决。因此，大多数VR应用场景，尤其是许多2C(面向消费者)应用(如VR社交、购物等)，还得不到很好的支撑。

此外，尽管大众对VR的认知度和接受度不断提高，但愿意花几千元人民币购买一台性能有待完善、内容不够丰富的VR设备的，仍局限于小众发烧友和业内人士。

技术的完善需要时间和资金的投入。坦率地讲，VR离很多人现在还有点远。不过，一旦VR到了可以实实在在创造价值的时候，VR产业自然就迎来了真正的爆发。

最早的虚拟现实头显：诞生于上世纪60年代的达摩克利斯之剑

现在大家看到的VR头显，基本上都是这样：一个戴在眼睛前面的大方块，里面是一块屏幕，和眼睛前边的两个透镜。为了测量头部的运动，头显一般还会包括额外的手段。比如使用惯性传感器，就像我们手机里的那种，来测量头部的转动；以及使用类似拍电影里的那种摄像头的办法跟踪头盔上的马克点，来测量头部的移动。

一个虚拟现实头显的基本构造

头显是目前虚拟现实最重要的硬件部分，但是它并不是虚拟现实的全部。

除了“看到”虚拟世界，我们还希望能够“走进”这个虚拟世界，与虚拟显示做交互。在虚拟世界中感知自己的身体是虚拟现实技术的另一个非常重要的组成部分。

基本上，所有人在第一次戴上虚拟现实头显之后的第一个动作就是抬起双手试图找到自己的手，这生动的说明了虚拟现实中，能够感知到自己的身体和手是多么重要的环节。

穿戴在手部和全身的传感器的动作捕捉系统，是虚拟现实交互的关键

为了解决这个问题，各种跟踪人身体和手部运动的技术也都被发明出来。比方说使用惯性传感器来跟踪全身的运动；或者使用摄像头来捕捉手部。

届时，戴上虚拟现实头显，穿上《三体》中所说的“V装具”，玩家就可以漫步于虚拟世界之中，想想是不是很酷？