戴瓊海

（清華大學(xué)自動(dòng)化系，北京 100084）

2016年被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的元年，隨后的2017年VR產(chǎn)業(yè)步入了一個(gè)投資理性期，如今的2018年，虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）技術(shù)與產(chǎn)業(yè)繼續(xù)前行，在三維顯示等關(guān)鍵技術(shù)深入發(fā)展的背景下邁進(jìn)新時(shí)代，開(kāi)啟新征程。

三維顯示技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，科學(xué)家正致力于使三維顯示器上的圖像與真實(shí)事物完全一致。由此帶動(dòng)了VR/AR產(chǎn)業(yè)的持續(xù)蓬勃發(fā)展，并且隨著VR/AR智能化的進(jìn)步，VR/AR在文化教育、醫(yī)療衛(wèi)生、電影電視、智慧城市、工業(yè)制造等領(lǐng)域有了實(shí)際落地的應(yīng)用。

在上述背景下，《科技導(dǎo)報(bào)》邀請(qǐng)相關(guān)VR/AR領(lǐng)域的專家撰寫了VR/AR暨三維顯示技術(shù)研究綜述，出版專題以促進(jìn)將該領(lǐng)域成果的推廣與傳播。

1）在三維顯示關(guān)鍵技術(shù)方面。清華大學(xué)曹良才團(tuán)隊(duì)撰寫的《基于全息光學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)展》，從顯示技術(shù)的角度闡述了目前主流VR/AR產(chǎn)品使用的技術(shù)方案，提出了全息光學(xué)技術(shù)在VR/AR產(chǎn)品中的優(yōu)勢(shì)和在產(chǎn)業(yè)中的作用，特別是歸納了全息光學(xué)技術(shù)在近眼顯示領(lǐng)域的最新進(jìn)展，分析了全息光學(xué)和VR/AR產(chǎn)業(yè)在結(jié)合過(guò)程中所面臨的挑戰(zhàn)，并對(duì)基于全息光學(xué)的VR/AR產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)和展望；四川大學(xué)王瓊?cè)A團(tuán)隊(duì)撰寫的《基于集成成像的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維顯示技術(shù)》，分析了現(xiàn)有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)器件的不足，介紹了集成成像三維顯示技術(shù)的原理和特點(diǎn)，盤點(diǎn)了以集成成像三維顯示為核心的光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)器件和系統(tǒng)，介紹了這些器件和系統(tǒng)的原理，并分析了離軸光學(xué)技術(shù)、自由曲面技術(shù)、全息光學(xué)元件技術(shù)、雙4f系統(tǒng)各技術(shù)的特點(diǎn)。

2）在VR/AR其他關(guān)鍵技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)方面。杭州電子科技大學(xué)顏成鋼團(tuán)隊(duì)撰寫的《基于視覺(jué)的虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合技術(shù)》，提出了一種基于視覺(jué)的虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)融合技術(shù)，總結(jié)了室內(nèi)場(chǎng)景三維重建過(guò)程中的設(shè)備選擇、追蹤和運(yùn)動(dòng)干擾、平面識(shí)別等問(wèn)題，并指出當(dāng)前SLAM中具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題；浙江大學(xué)牟同升團(tuán)隊(duì)撰寫的《AR/VR虛擬顯示光學(xué)測(cè)量及IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展》，根據(jù)虛擬顯示的成像方式，提出了模擬人眼的入瞳、視野、視角方向及光譜響應(yīng)等特性的測(cè)量技術(shù)。同時(shí)，結(jié)合IEC TC110 WG12“穿戴顯示”工作組的標(biāo)準(zhǔn)化工作情況，介紹了AR/VR虛擬顯示光學(xué)測(cè)量方法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)展；北京電子科技學(xué)院金鑫團(tuán)隊(duì)撰寫的《圖像美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)》，回顧了圖像美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的發(fā)展歷史，綜述了該領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展情況，展望了圖像美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)及其關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為VR/AR內(nèi)容制作中的美學(xué)問(wèn)題提供了技術(shù)支撐。

3）在VR/AR暨三維顯示技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用方面。上海交通大學(xué)翟廣濤團(tuán)隊(duì)撰寫的《VR在兒童孤獨(dú)譜系障礙輔助治療中的應(yīng)用》，概述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性及其在醫(yī)療和精神衛(wèi)生方面的研究與應(yīng)用情況，介紹了孤獨(dú)譜系障礙（ASD）發(fā)現(xiàn)與認(rèn)識(shí)深化的過(guò)程、現(xiàn)有各種非藥物治療方法的分類和比較，闡述了VR技術(shù)應(yīng)用于ASD研究和輔助治療的過(guò)程和最新進(jìn)展；中國(guó)傳媒大學(xué)曹三省撰寫的《VR/AR在文化旅游與影視中的應(yīng)用創(chuàng)新與趨勢(shì)》，分析了VR/AR在文化旅游與影視領(lǐng)域的支撐技術(shù)及其演進(jìn)、融合中的應(yīng)用創(chuàng)新，研究了其發(fā)展趨勢(shì)及對(duì)傳媒文化產(chǎn)業(yè)的影響，探討了未來(lái)該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)；北京電影學(xué)院葉風(fēng)撰寫的《VR全景交互媒介特性與內(nèi)容設(shè)計(jì)方法》，通過(guò)對(duì)VR體驗(yàn)的行為特征、用戶對(duì)VR體驗(yàn)的訴求、VR產(chǎn)品的使用場(chǎng)景3方面的分析，梳理了VR全景交互的媒介特性與內(nèi)容創(chuàng)新之間的關(guān)系，提出了設(shè)計(jì)思維方法在VR內(nèi)容創(chuàng)新中的指導(dǎo)意義；北京聚力維度科技有限公司趙天奇撰寫的《人工智能為3D影視行業(yè)注入新動(dòng)力》，介紹了一種新的3D轉(zhuǎn)制技術(shù)——人工智能2D轉(zhuǎn)3D，該技術(shù)可根據(jù)2D圖像自動(dòng)生成3D內(nèi)容，在無(wú)損品質(zhì)下，將3D轉(zhuǎn)制效率提升了1000余倍，基于這項(xiàng)技術(shù)，可開(kāi)發(fā)3D直播、3D瀏覽器等新應(yīng)用，也有望徹底解決3D內(nèi)容匱乏問(wèn)題。

總之，隨著相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的解決和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用鋪開(kāi)，虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有望迎來(lái)嶄新的發(fā)展時(shí)代。