虚拟现实　我们的新未来

1、虚拟现实我们的新未来作者：暂无来源：科学之友2014年第11期虚拟现实技术并不是新生事物，几十年前就已经出现，并在20世纪末出现过一次产业高潮， 但后来因为技术的限制而陷入低谷。除了一小拨技术控和游戏达人以外，相信很多人最近才听 说“虚拟现实”这么个词儿。实际上，你可能多次与虚拟现实技术擦肩而过，却没有认出来。 2008年北京奥运会开幕式上的动态卷轴，2010年上海世博会中国馆的镇馆之宝清明上河图， 2014年8月在南京青奥会开幕式上如梦如幻的“丝绸之路”投影，这些都是虚拟现实技术留下 的绚丽身影这两年来，特别是FacebookCEO马克扎克伯格在2014年4月宣布以23亿美 元收购Oculu

2、sVR科技公司，虚拟现实技术再次兴起，而且比上一次来势更猛。甚至很多人预测， 以体感技术为代表的虚拟现实技术，作为颠覆性的操控方式，会成为下一代数字技术的主流， 给我们展现一个不一样的未来。什么是虚拟现实按照“百度百科”的解释，虚拟现实（VirtualReality，简称VR，又译作灵境、幻真）是 近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空 间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般， 可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。如果你看不懂学术化的解释，那可以通过一个例子来加强理解。比如，2014年3月8日发 生的

3、马航370飞机失联事件，至今仍下落不明，在事故原因的调查中，最后疑点集中在了当班 机长身上，其中一个重要的线索就是机长家中的飞行模拟器。实际上，这个让机长爱不释手的 大玩具就是一套虚拟现实设备，也是飞行员学习飞行的必备好工具。现在，虚拟现实技术在航 空航天、医疗卫生、教育培训等方面都已经有了广泛的应用。资料显示，美国国防部高级研究计划局DARPA自20世纪80年代起一直致力于研究称为 SIMNET的虚拟战场系统，以提供坦克协同训练，该系统可联结200多台模拟器，另外利用VR 技术，可模拟零重力环境，以代替非标准的水下训练宇航员的方法。不久前，国防大学兵棋团 队历时7年研发成功的计算机兵棋系统被

4、广泛宣传，此计算机兵棋系统可真实模拟陆战、海战、 空战、特种作战和后装保障、执行民事任务等真实反映未来战争的基本情况，可以实现练指挥、 练谋略、练战法的目的，这实际上也是一套复杂专业的虚拟现实系统。但是业内对“虚拟现实”的理解并不统一。在8月22日召开的“2014年中国虚拟现实峰 会”上，中国图像图形学学会副理事长周明全强调，“虚拟现实”是“虚拟的现实”，因此三 维空间展示的应该是对现实世界的虚拟。而在中关村虚拟现实产业协会秘书长魏召看来，虚拟 现实也包括根据情景的需要而创作出的想象中的场景。虽然业内对虚拟现实的理解见仁见智，魏召认为，虚拟现实的三个特性是人们所公认的。 一是沉浸性，就是让人沉

5、浸到虚拟的空间之中，脱离现有的真实环境；二是交互性，就是通过 硬件和软件设备能够进行人机交互；三是构想性，在虚拟的环境中通过交互行为中对人的心理、 思维产生影响。以OculusRift头盔为例，人们戴上它可以脱离现实环境，沉浸在虚拟的游戏场 景中，而且可以通过设备进行一些人机交互，这些过程最终又对人的心理产生强烈的刺激或影 响。再度走红的“老概念”在绝大多数人眼中，虚拟现实技术是个新事物，事实恰恰相反。据美国个人电脑杂志 报道，早在1962年就出现了叫做“体验剧场”的虚拟现实设备，它是虚拟现实设备的雏形之一。 1965年，虚拟现实之父伊万苏泽兰在其论文终极的显示中从计算机显示和人机交互的角 度

6、提出了模拟现实世界的思想。苏泽兰当时还发明了名为“达摩克利斯之剑”的虚拟现实头盔 设备，这让虚拟现实设备具备了便携性。到了20世纪90年代，开始陆续出现一些面向大众的虚拟现实设备。如1991年英国出现了 叫做“虚拟世界1000CS ”的设备，这是一种头戴式设备，但是极其笨重，人们戴着它就像罩着 一个真空吸尘器一样。不过一直以来，虚拟现实技术从未真正走入人们的生活。个人电脑杂志评论道，多年 来人们的注意力更多地放在互联网和移动互联网设备上，虚拟现实设备一直让位于那些价格更 为亲民的设备，它被人们视为“奇工异技”，而不是坐在沙发上玩弄的日常设备。三十年河东，三十年河西。几十年来都不温不火的虚拟现实

7、技术，近年来开始“小宇宙爆 发”。2012年，虚拟现实头盔设备OculusRift在众筹网站Kickstarter筹得了 240万美元一 它的目标仅仅是25万美元而已。更为戏剧性的是，一年以后，Facebook豪掷23亿美金收购 了 OculusVR科技公司。这一举动以扎克伯格的声明作为脚注：我们下了一个长期的赌注，沉浸 式的虚拟现实将成为人们日常生活的一部分。虚拟现实技术到底有多神奇如果你读过国内著名的科幻小说三体，一定对其中描写的不同人物在不同历史场景中 的故事有深刻的印象，而在现实社会中，我们完全可以通过虚拟现实技术来实现“穿越”。人类可以通过镜子看到现在的自己，却无法看到未来的状态，对

8、于一些自己无能为力或者 遥不可及的幻想，我们可以通过技术模拟和场景构建，使得我们跨越时空融入其中，产生身临 其境的感觉。人在看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子 里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象。在VR系统中，用户的两只眼睛看到的不 同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。或者采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜 后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同 （视差）就产生了立体感。通过场景的设计就可以让人处在一个完全虚幻的环境中，辅之以味 觉、触觉传感器等，就完全可以以假乱真。斯坦福大学虚拟互动实验室创

9、始人Jeremy从虚拟世界体验谈到动作捕捉时指出，虚拟现实 技术对于动作的捕捉和策略过滤，能够对接受者产生类似于面对面的体验但完全不同的感受。 通过“超级凝视”让虚拟现实中的观众感到演讲者的视线始终在自己身上，对演讲者的注意力 更加集中，从而在虚拟课堂教学等场景中得到更好的效果。日本筑波技术大学研究机构别出心裁地开发了一项全新应用，这项应用可以让二次元的动 画角色真正“生存”在虚拟现实空间中，并通过程序模拟实现互动。开发人员利用免费的3D模 组软件MikuMikuDance还原了虚拟偶像初音未来，使得头戴OculusRift的人能在虚拟空间中和 初音同床共枕。虚拟现实技术可用吗技术成熟度已大大

10、提高，但仍存在瓶颈相比几十年前，现在的屏幕显示水平、数据处理能力都得到了大幅度的提升，主要虚拟现 实设备的能力已经基本满足需要。根据媒体的报道，在使用者的Oculus头戴式显示器内部，可 以看到曲面排列的20个显示屏，每个屏幕分别显示图表、数据、新闻标题、电视画面等不同信 息。不过，我们还是看到，在使用者戴上头盔后，身后都不得不拖着一条长长的粗尾巴一一数 据线，因为数据传输的要求很高，至今还无法使用无线传输技术。这应该算是虚拟现实设备比 较容易被看到的短板之一。虚拟和现实之间的认知转换，易带来心理障碍和社会问题在“百度百家”对话栏目THEBIGTALK第2期中，很多的时间都用来探讨虚拟现实技术

11、 的哲学问题，在提问环节也有几位听众提到了虚拟现实技术可能产生的心理认知与伦理道德问 题。正如参与对话的北京大学心理学朱滢教授所指出的，虚拟现实与真实场景的空间认知存在 差距，如果以之作为一些教学或训练方式，例如在消防等领域，有可能产生对真实情况的认知 偏差。此外，利用虚拟现实技术完成一些对人格和行为方式产生影响的训练，究竟能否形成长 期稳定的影响，仍然没有一些明确的研究成果，也是未来的研究课题。在这方面，需要相关领域的专家学者和社会管理部门共同探讨，制定类似于“机器人三原 则”那样的发展规则，以使得虚拟现实技术在造福社会的同时不会成为新的精神毒品。商业化正在变成现实，价格壁垒正在消除虚拟实境

12、研究者JeremyBailenson介绍，Facebook、谷歌、索尼、三星等企业都与斯坦福 大学虚拟现实实验室进行了接触，并且尝试将虚拟现实技术应用在各自的产品中。而现在 Oculus的虚拟现实装置价格大约在200美元左右的消费电子级别，不久之后人们就可以在自己 的家中体验到虚拟现实技术。由Facebook掀起的“虚拟现实技术”风潮正在蔓延，不可否认，它的应用前景十分广阔， 比如社交、通信、游戏、灾难模拟、技术训练等，都会给这一应用带来收益。但正如一些专家 所说，这一技术的弊端现在也不少，同样需要时间来解决，Facebook在做一种非常具有前瞻性 的投资。逐渐渗透生活，但也有担忧虚拟现实如何

13、成为人们日常生活的一部分？其实，除了让各种盛会越来越震撼人心，让游 戏宅男的游戏体验更加具有“穿越感”之外，虚拟现实技术已经开始全面向我们的生活渗透。在“2014年中国虚拟现实产业峰会”上，虚拟现实技术已经开始用于导游、文秘等专业学 生的培训，从而衔接课本教学与实地操作之间的空白。也许不久的将来，你学开车时，在上路 驾驶之前可以在虚拟的环境中练习一下，真的上路时心里会更有底。在医疗领域，虚拟现实技术为医生进行手术培训提供了绝佳的条件。以微创手术为例，虚 拟现实技术可以利用病人的信息在计算机中生成虚拟的手术器官，医生在模拟手术中不仅可以 感受到触觉，还能看到伤口流血。这样，医生在技巧熟练之后再真正走上手术台，“微创”就 更有保证了。这些只是冰山一角，而且离虚拟现实技术的终极目标还很遥远。列宁有句话叫