虚拟现实技术：更真实、更自主、更沉浸的交互体验

来源：学习时报

作者：黎文娟 陆平 邵立国 乔 标

通常来说，虚拟现实技术是融合三维显示技术、三维建模技术、传感测量技术和人机交互技术等多种前沿技术的综合技术，包括虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）和混合现实（Mixed Reality，MR）。其中，VR利用计算机创造一个虚拟空间，用户通过虚拟现实设备完全沉浸于虚拟环境；AR能够把虚拟信息叠加在真实世界上；MR通过在现实场景呈现虚拟场景信息，在现实世界、虚拟世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。目前虚拟现实技术在娱乐、制造、军事、医疗、旅游等领域已有广泛应用，对人们的生产方式、消费观念都带来极大的冲击和改变，市场需求有望在近期爆发。

发展动态

虚拟现实技术和产品处于加速更新和升级阶段。早在20世纪20年代已出现了虚拟现实的雏形，直到1960年，蒙顿·海利特正式提交了VR设备专利申请，并于两年后造出首台VR设备。20世纪90年代在工业设计、军事仿真训练等领域形成了一些软硬件产品。直到21世纪初，具有沉浸感强、面向终端消费的虚拟现实产品才真正出现。目前应用主要有三种模式：一是眼镜和手机配合使用模式，如三星Gear、谷歌Cardboard、暴风魔镜等；二是头盔和游戏机配合模式，如Oculus CV、索尼Play Station、HTC Vive等；三是一体机模式，如灵镜小黑、SimLens等。随着技术不断升级，虚拟现实的主流头戴设备产品变得越来越轻便，重量由20世纪90年代的3000克降到目前的500克左右，眩晕感和交互性也有了较大改善。我国进入虚拟现实领域相对较晚，在技术上国内企业总体处于跟随地位。不过，随着腾讯、阿里巴巴、百度、华为、乐视等企业的陆续进入，商业模式不断创新，行业应用得以加速，市场需求逐步打开。我国应抓住发展虚拟现实产业的战略机遇期，着力实现虚拟现实技术、应用等方面的突破发展，作为经济转型升级、取得国际竞争新优势的重要切入点。

　　虚拟现实技术正加速向生产、生活领域渗透。生产领域，主要应用在新产品的研发设计环节，达到降低研发成本和缩短研发周期目的。如，波音公司采用虚拟现实技术，使得飞机设计成本降低60%，错误的修改量降低90%，研发周期缩短50%；淘宝的VR购物“Buy+”可以让用户网上购物如同逛实体店，用户能360度视角观看商品，并能够体验虚拟试穿等；Emblematic Group应用虚拟现实技术，用户可以实现沉浸式地看新闻，能够真实还原社会事件发生过程，使用户从自身视角真切感受事件经历。

未来突破口

　　多维度感知能力。人在现实世界的感知是多个维度的，但目前虚拟现实领域对视觉合成的研究较多，对听觉、触觉、嗅觉、味觉等方面关注较少，缺少成熟的产品和应用。未来，除了要继续提高分辨率、降低延迟率、提高交互性等方面外，要加强与心理学、生命科学等其他科学的结合，提高对人体触觉、嗅觉等其他感知领域的数字化和模拟控制能力，形成更为真实的多维度的感觉体验。

　　多领域技术融合。作为新兴技术，虚拟现实除了提升自身技术的同时，也需要逐步与其他技术的融合扩展。如，虚拟现实与人工智能的融合，可以实现对外部环境的模拟与人类智慧的结合，会改变我们认识世界、认识自身的方式，将极大丰富我们生活的现实世界。已有企业提出虚拟智能助手的概念，能独立思考，会帮助用户处理各类事务，计算各类信息，并通过虚拟现实技术展现在用户面前。

　　丰富多样的产品体系。目前，除了技术性能不完善之外，虚拟现实的设备还普遍存在安装复杂、使用不方便等情况，难以成为人们生活中的实际需要。未来，硬件设备品种需要进一步丰富，可以针对不同类型人群，开发相应的甚至专属的虚拟现实设备。如，对于专业人员或游戏发烧友，注重产品设备的性能；对于老年人或一般用户，注重产品设备的简单易用；对于病人等特殊需求人群，注重产品的定制化结构和功能等。

　　全方位应用的领域。受成本、技术、认识、基础设施等因素制约，虚拟现实技术目前应用主要集中在军事、游戏、科研等领域，未来的应用前景还很广阔，需要进一步挖掘。如，在制造领域，虚拟现实技术可以广泛应用在复杂系统的设计、检修、装配环节，提高产品生产效率和产品质量。在娱乐休闲领域，虚拟现实将在游戏、影视、旅游、直播、社交等方面的应用会更普及，让人们能获得身临其境的体验感受。在教育培训领域，受教育者可以获得真实的、全面的、可重复的指示讲演与实际操作，学习兴趣和学习效率将大幅提升。

需要重点关注的问题

　　加强顶层设计。我国目前只制定了虚拟现实头戴式显示设备通用规范联盟标准，专项规划、技术标准等仍不完善，行业发展缺少必要的政策指引和规范。很多地区在没有重大项目或企业的情况下，纷纷建设虚拟现实产业园，入驻的企业多为初创型、内容制作领域的企业，属于全球产业体系的外围环节。在虚拟现实产业发展技术方向和前景并未明朗的情况下，地方盲目发展容易导致新的低端重复，必须尽早加以防范。

　　着力产业关键技术与核心环节布局。虽然近年来我国很多企业积极布局虚拟现实产业，但由于缺少必要的核心技术，新进企业往往布局在消费终端设备、内容等环节，附加值偏低，而在最为核心的芯片、算法等领域则布局较少。长此以往，将难以摆脱即初的行业跟随地位，逐步丧失产业的国际话语权。

　　防范法律风险。虚拟现实产业正处于快速发展时期，相关的法律规范建设滞后，如不能提前进行储备，必然会加大市场无序竞争的风险。如，新产品的外观设计、功能研发、内容创意等，都是虚拟现实产业的核心竞争力，一旦被模仿甚至抄袭，则企业的前期投入将化为乌有。同时，为了增强用户的体验，未来的产品往往会将使用者的个人肖像等信息并存入数据库，如果不尽快制定相关法律规范，则存在个人重要隐私泄漏的风险。