● 楊文珍/文

未來幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有望在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、體感游戲和安全培訓(xùn)等應(yīng)用領(lǐng)域大放異彩。

2014年，F(xiàn)acebook公司以近20億美元的價(jià)格收購Oculus虛擬現(xiàn)實(shí)公司，將“虛擬現(xiàn)實(shí)”這一概念從學(xué)術(shù)界以迅雷不及掩耳之速推送給產(chǎn)業(yè)界，吸引了民眾的眼球，對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普及作出了突出貢獻(xiàn)。很多投資人，也可稱為投機(jī)者或者跟風(fēng)人，在完全不懂什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的情況下蜂擁而入，進(jìn)行了狂熱的吹捧。經(jīng)過幾年的市場洗禮，大多數(shù)投資人早已不復(fù)當(dāng)年之勇，熱情日漸減退。于是乎近年來，對虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的各種非議和抹黑層出不窮，極大地誤導(dǎo)了虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者和消費(fèi)者，破壞了虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的正常發(fā)展，也不利于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的創(chuàng)新研究。如何客觀地看待當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，以及未來幾年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢，是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)心的熱點(diǎn)話題。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟度

2016年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為信息領(lǐng)域的又一風(fēng)口一飄而過后，人們逐漸冷靜下來，著重思考虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成熟度這一非常嚴(yán)肅的問題。

技術(shù)成熟度曲線把各種新科技的成熟演變速度及要達(dá)到成熟所需的時(shí)間，分成5個(gè)階段：科技誕生的促動(dòng)期(Technology Trigger)；過高期望的峰值（Peak of Inflated Expectations）；泡沫化的底谷期(Trough of Disillusionment) ； 穩(wěn) 步 爬 升 的 光 明 期(Slope of Enlightenment)；實(shí)質(zhì)生產(chǎn)的高峰期(Plateau of Productivity)。這一曲線通常又被稱為炒作周期，是從商業(yè)角度來解析新技術(shù)的發(fā)展歷程，呈現(xiàn)出新技術(shù)、新概念在媒體上曝光度隨時(shí)間的變化曲線。

很多人套用技術(shù)成熟度曲線來解釋目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)狀，認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)歷了泡沫化的底谷期，正處于穩(wěn)步爬升的光明期。這個(gè)觀點(diǎn)在學(xué)術(shù)界尚有爭論。

北京航空航天大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙沁平院士認(rèn)為：“虛擬現(xiàn)實(shí)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，生成與一定范圍真實(shí)環(huán)境在視、聽、觸感等方面近似的數(shù)字化環(huán)境。它是人類在探索自然、認(rèn)識自然過程中創(chuàng)造產(chǎn)生、逐步形成的一種用于認(rèn)識自然、模擬自然，進(jìn)而更好地適應(yīng)和利用自然的科學(xué)方法和技術(shù)?！迸c其他信息技術(shù)相對比，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有三個(gè)非常典型的特征，分別是沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和構(gòu)想性（imagination）。沉浸感是指虛擬環(huán)境“欺騙”人體視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等多種感官，給參與者帶來臨場感；交互性是指在虛擬環(huán)境中提供參與者人性化的人機(jī)操作界面和自然反饋；構(gòu)想性是指通過沉浸感和交互性，使參與者隨著環(huán)境狀態(tài)和交互行為的變化而對未來產(chǎn)生構(gòu)想，增強(qiáng)創(chuàng)想能力。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不是某一專用技術(shù)，具有龐大的體系和內(nèi)容，涉及計(jì)算機(jī)、機(jī)械、控制、心理、藝術(shù)等多個(gè)學(xué)科，技術(shù)的綜合性和交叉性很顯著。

從上世紀(jì)50年代開始，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)歷了數(shù)十年的沉淀與積累，直至2014年Oculus公司收購事件的發(fā)生，才標(biāo)志著虛擬現(xiàn)實(shí)的三維場景呈現(xiàn)技術(shù)基本成熟，能夠走出實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)入大眾的生活，讓廣大普通民眾體驗(yàn)到前所未有的視覺沉浸感。但是，視覺沉浸感只是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸感特征的一部分，還有嗅覺、味覺、觸覺等沉浸感有待突破。換而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感目前還沒能較好實(shí)現(xiàn)，其交互性和構(gòu)想性更是還有很遠(yuǎn)的路要走。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的逐步完善和充實(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)必將會逐漸壯大，產(chǎn)生具大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

虛擬現(xiàn)實(shí)的需求特性和產(chǎn)業(yè)鏈

新技術(shù)能被大眾所接受的一個(gè)本質(zhì)特征是能夠滿足大眾的某些需求。這些需求可能是創(chuàng)造性需求，也可能是改善性需求，還有可能是剛性需求。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)，主要滿足了人們一些創(chuàng)造性需求或者改善性需求，還沒能成為人們?nèi)粘Ｉ畹膭傂孕枨蟆?/p>

然而，我們必須用辯證的思維來看待這一現(xiàn)象，因?yàn)?，?chuàng)造性需求、改善性需求能夠逐步轉(zhuǎn)化為剛性需求，如無線通信技術(shù)、集成電路技術(shù)等。大眾知道、了解和運(yùn)用某一新技術(shù)或新產(chǎn)品需要一定的時(shí)間，并隨著新技術(shù)或新產(chǎn)品的不斷成熟，需求量會逐步釋放出來，逐漸會成為人們的日常所需。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在經(jīng)歷這一階段的考驗(yàn)。很顯然，經(jīng)過這幾年的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已在影視、游戲、教育、軍事等領(lǐng)域得以成功落地，開發(fā)了多種類型的應(yīng)用系統(tǒng)，并形成了一定的產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式。

中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院編撰的《虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)白皮書》認(rèn)為：虛擬現(xiàn)實(shí)工具與設(shè)備、內(nèi)容制作、分發(fā)平臺、行業(yè)應(yīng)用和相關(guān)服務(wù)等共同構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)鏈。其中，工具和設(shè)備類可細(xì)分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、顯示設(shè)備、拍攝設(shè)備及相關(guān)軟件等；內(nèi)容制作可細(xì)分為影視、游戲等內(nèi)容；分發(fā)平臺可細(xì)分為應(yīng)用商店、社交影院、實(shí)體體驗(yàn)店、網(wǎng)店、播放器等內(nèi)容；行業(yè)應(yīng)用可細(xì)分為工業(yè)、軍事、醫(yī)療、教育、房地產(chǎn)、旅游、會展等內(nèi)容；相關(guān)服務(wù)可細(xì)分為平臺、媒體和孵化器等內(nèi)容。

由于虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)涉及到基礎(chǔ)硬件生產(chǎn)、軟件開發(fā)、核心部件制造、實(shí)體以及網(wǎng)絡(luò)分發(fā)平臺、營銷與服務(wù)等眾多軍事、民用領(lǐng)域，需要在國家統(tǒng)一協(xié)調(diào)和管理下，通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以及關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)的制定、標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測和相應(yīng)的質(zhì)量驗(yàn)證系統(tǒng)的支撐。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式還不夠完整和健全，正處于建設(shè)期和發(fā)展期，甚至還比較脆弱，需要 “產(chǎn)、學(xué)、研、用、管”的多方協(xié)同，促使其能夠健康成長。

未來幾年虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)方向

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的又一戰(zhàn)略高地，在野蠻性的短期爆發(fā)后，亟待整合、融合、規(guī)范和創(chuàng)新研發(fā)，主要集中在以下幾個(gè)方面:

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)業(yè)鏈和商業(yè)模式還不夠完整和健全，正處于建設(shè)期和發(fā)展期，甚至還比較脆弱，需要 “產(chǎn)、學(xué)、研、用、管”的多方協(xié)同，促使其能夠健康成長。

首先，硬件技術(shù)需要重點(diǎn)突破，包括顯示設(shè)備、計(jì)算設(shè)備、專用芯片等。目前頭顯設(shè)備使用還不方便、三維呈現(xiàn)效果不佳等問題仍然存在，計(jì)算硬件設(shè)備的處理能力還不能滿足在虛擬場景實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)的需求，硬件設(shè)備的價(jià)格還十分高昂，與平民化還有一段距離。

其次，虛擬場景的建模技術(shù)有待突破，包括幾何建模、物理建模和對象行為建模等。目前常用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件的開發(fā)效率比較低，建模工作量大，虛擬場景模型的重用率低，在基于物理的建模、高速圖形圖像處理等相關(guān)算法也尚不成熟，存在著很多問題亟待解決。

第三，虛擬現(xiàn)實(shí)的多感知技術(shù)有待深入研發(fā)，包括觸覺感知、嗅覺感知和味覺感知等。在虛擬現(xiàn)實(shí)的多感知方面，對于視覺和聽覺研究比較多，對于觸覺感知、嗅覺感知等研究則比較少，基于嗅覺、觸覺的設(shè)備還沒有實(shí)現(xiàn)商品化、真實(shí)性、實(shí)時(shí)性不足。研發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的多感知技術(shù)，對提升虛擬環(huán)境的沉浸感，增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感，有著非常重要作用。

第四，自然交互技術(shù)有待豐富，包括手勢交互、語音交互、筆式交互、眼動(dòng)交互和觸覺交互等。雖然近年來，新型的交互方式不斷涌現(xiàn)，但是在虛擬場景的融合、交互意圖的理解、交互效率等諸多方面，存在明顯不足，離實(shí)用還有距離，需要從便捷性、準(zhǔn)確性和可靠性上加以改進(jìn)提高。

很多人把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)稱為黑科技，其實(shí)它并不是一個(gè)新鮮的技術(shù)，只不過一直處在實(shí)驗(yàn)室階段，不為外界所熟知。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)處在不斷的成熟、充足、完善和應(yīng)用過程中，人們在生活中的方方面面都會看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的影子。國內(nèi)已經(jīng)有超過3000家的虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)吧和體驗(yàn)店，租賃運(yùn)營模式已成為虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要商業(yè)模式。未來幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有望在實(shí)驗(yàn)教學(xué)、體感游戲和安全培訓(xùn)等應(yīng)用領(lǐng)域大放異彩。