鄭晗 苑思明 李宗凱 郝雅倩 劉衛(wèi)凱 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)理工學(xué)院

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人帶來(lái)身臨其境的感覺(jué)，這種技術(shù)正逐漸滲透到社會(huì)生活的方方面面。2014年3月，F(xiàn)acebook斥資20億美元收購(gòu)Oculus VR。一時(shí)之間，眾多科技巨頭紛紛涌入這個(gè)新興市場(chǎng)，自20世紀(jì)90年代如流星般劃過(guò)天際而沉寂20多年的虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，特別是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域再度滿血復(fù)活，涅槃重生。

1 什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

到現(xiàn)在為止，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域提及最多的一個(gè)詞就是VR,所謂VR其實(shí)就是Virtual Reality的縮寫，翻譯成中文就是“虛擬現(xiàn)實(shí)”的意思。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從兩方面來(lái)解釋，“虛擬”是指這個(gè)時(shí)間或環(huán)境是虛擬的；“現(xiàn)實(shí)”是指真實(shí)的世界或環(huán)境。

毫無(wú)疑問(wèn),虛擬現(xiàn)實(shí)VR設(shè)備一定是這個(gè)領(lǐng)域的主角之一。VR設(shè)備的最大優(yōu)勢(shì)就是建立一個(gè)虛擬的三維立體空間,讓用戶感受到非常真切的模擬效果,仿佛真的身處真實(shí)環(huán)境中一樣。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)的8個(gè)重要里程碑

Sensorama, 1962年

“ Sensorama "出現(xiàn)在1962年，用戶把頭探進(jìn)設(shè)備內(nèi)部就可以看到一些虛擬的影像，這是最初的，也是最基本的一種虛擬體驗(yàn)。

Sutherland, 1968年

1968年“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父” Lvan Sutherland設(shè)計(jì)了第一款頭戴式顯示器＂Sutherland＂。但收到當(dāng)下技術(shù)限制，整個(gè)設(shè)備非常復(fù)雜沉重。

Jaron Lanier, 1987年

與前兩者不同，Jaron Lanier并不是VR設(shè)備的名字，而是VR概念的提出者。

Virtual Boy, 1995年

VB算是任天堂最革命的產(chǎn)品，是具有突破性的，但這種思想對(duì)于當(dāng)時(shí)的人來(lái)說(shuō)是很難理解的，所以被遺棄了。

Google Glass, 2012年

2012年4月5日,谷歌發(fā)布Google glass，它具有和智能手機(jī)一樣的功能,可以聲控拍照、視頻通話、文字處理和郵件發(fā)送等。相較于之前的VR設(shè)備,谷歌眼鏡功能強(qiáng)大并且體積較之前的所有VR產(chǎn)品小了很多。

Oculus Rift, 2012年

Oculus Rift讓普通消費(fèi)者開始關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，Oculus Rift先下仍在開發(fā)。值得期待的是，消費(fèi)類版本已經(jīng)在2016年的第一季度推出。

PlayStation VR, 2014年

2014年GDC游戲者開發(fā)大會(huì)上，索尼發(fā)布了 PlayStation專用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備 Project Morpheus，受到極大關(guān)注。

HTC Vive，2015 年

HTC Vive是為用戶量巨大的綜合性數(shù)字游戲發(fā)行平臺(tái)服務(wù)的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品。

3 VR AR MR三者之間的區(qū)別

VR

VR系統(tǒng)具有以下5個(gè)特點(diǎn)，高度沉浸感，高度實(shí)時(shí)性與交互性，良好的系統(tǒng)集成度和整合性，良好的開放性，支持多種輸入輸出設(shè)備并行工作。

AR

AR全稱AugmentedReality，意為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，即“現(xiàn)實(shí)”就在這里，但是它被虛擬信息增強(qiáng)了。基于全息投影技術(shù)將虛擬世界疊加在現(xiàn)實(shí)世界之上，實(shí)現(xiàn)人類與虛擬環(huán)境的互動(dòng)。

MR

混合現(xiàn)實(shí)(MR)，包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬?！盎旌稀本褪侵窤R與VR加起來(lái)混合成一個(gè)新的技術(shù)（MR=VR+AR）。

4 核心技術(shù)

立體顯示技術(shù)：

對(duì)于初次接觸虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品的人來(lái)說(shuō)，第一印象就是到目前為止仍稍顯笨重的頭戴顯示設(shè)備。從某種意義上來(lái)說(shuō),頭戴顯示設(shè)備是虛擬現(xiàn)實(shí)的核心設(shè)備之一，同時(shí)也是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)沉浸交互的主要方式之一。就目前情況來(lái)看，市面上任何一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)品，頭戴設(shè)備所用到的立體高清顯示技術(shù)都是最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)。人眼的立體視覺(jué)原理是立體顯示技術(shù)的研究依據(jù)，研究人眼的立體視覺(jué)機(jī)制，把握立體視覺(jué)的規(guī)律，對(duì)立體顯示系統(tǒng)的建立是十分必要的 [12]。

多感知自然交互技術(shù)：

多感知自然交互技術(shù)有以下分支：動(dòng)作捕捉，3D光感應(yīng)，眼動(dòng)追蹤，語(yǔ)音交互，觸覺(jué)技術(shù)，嗅覺(jué)及其他感覺(jué)交互技術(shù)，數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣，模擬設(shè)備。顧名思義：“多感知”，就是多種感知，包括視覺(jué)，嗅覺(jué)，觸覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，將人感知這個(gè)自然的方式虛擬，結(jié)合起來(lái)，達(dá)到身臨其境的那種感覺(jué)。

3D建模（構(gòu)造二次元虛擬世界）：

為了打造完美的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，要從零開始構(gòu)建一個(gè)位于異度空間的虛擬世界,或是將現(xiàn)實(shí)生活中的場(chǎng)景人物轉(zhuǎn)化成虛擬世界的一部分。以科幻電影中的情景構(gòu)建為例：首先用3D攝像機(jī)或360度全景拍攝技術(shù)來(lái)拍攝現(xiàn)實(shí)生活中的一些場(chǎng)景，然后通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)引擎來(lái)處理加工這個(gè)信息；或直接經(jīng)由3D計(jì)算機(jī)建模。

3D全息投影：

3D全息投影技術(shù)可以分為投射全息投影和反射全息投影兩種，不同于傳統(tǒng)的立體顯示技術(shù)利用雙眼視差的原理，3D全息投影技術(shù)可以將光線投射在空氣或者特殊的介質(zhì)上真正呈現(xiàn)3D的影像。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文所提到的只是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幾個(gè)方面，總體來(lái)說(shuō)它在各個(gè)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擁有廣闊的市場(chǎng)前景，將為未來(lái)人類的生活帶來(lái)極大便利，成為實(shí)現(xiàn)人類想法的有力工具。

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