VR（Virtual Reality，即虛擬現(xiàn)實，簡稱VR），是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（Jaron Lanier）在20世紀80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設(shè)備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計算機生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境（即Virtual Environment，簡稱VE）。虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的載體是虛擬現(xiàn)實仿真平臺，即（Virtual Reality Platform，簡稱VRP）。

技術(shù)介紹

VR = Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實，或稱靈境技術(shù)，實際上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統(tǒng)。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，計算機已經(jīng)成為社會生活中不可缺少的重要組成部分，友好的人機接口技術(shù)很早已成為人們關(guān)心的一個重要課題，因為一個比較差的人機交互接口很可能將使一個功能很強的產(chǎn)品變得不可接受。

總體來講，人機接口技術(shù)主要研究方向有兩個方面：（1）人如何命令系統(tǒng)（2）系統(tǒng)如何向用戶提供信息。

眾所周知，人在使用計算機方面的感受（即人機交互部分的友好度）直接影響到人對系統(tǒng)的接受程度，而這兩個方面直接決定了人機交互部分的友好度。

虛擬現(xiàn)實

互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨使得人類的交流采用了新的方式，進入了新的領(lǐng)域。具體發(fā)展過程如下：命令界面—圖形用戶界面—多媒體界面—虛擬現(xiàn)實。

那么，什么是虛擬現(xiàn)實技術(shù)？

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR），是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（Jaron Lanier）在20世紀80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設(shè)備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計算機生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境（即Virtual Environment，簡稱VE）。

2014年3月26日，美國社交網(wǎng)絡(luò)平臺Facebook宣布，將斥資20億美元收購沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)公司Oculus VR。 Fackbook 首席執(zhí)行官Mark Zuckerberg堅信虛擬現(xiàn)實將成為繼智能手機和平板電腦等移動設(shè)備之后，計算平臺的又一大事件。并計劃將Oculus的應(yīng)用拓展到游戲以外的業(yè)務(wù)，在此之前，Oculus主要用于為人們在游戲過程中創(chuàng)造身臨其境的感覺。Facebook收購Oculus，使得虛擬現(xiàn)實這個科技行業(yè)小眾的名詞，開始為更多業(yè)外的人們所熟悉。業(yè)內(nèi)人士稱，虛擬現(xiàn)實時隔70多年，又迎來了春天。

應(yīng)用領(lǐng)域

VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計、房地產(chǎn)銷售、旅游教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域，為其提供切實可行的解決方案。

在先進制造業(yè)領(lǐng)域，站在大飛機發(fā)動機的3D影像面前，“可任意拆卸”這個虛擬現(xiàn)實的強項表現(xiàn)得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發(fā)動機的許多部件逐一拆下，再進入發(fā)動機內(nèi)部?！疤摂M現(xiàn)實”實現(xiàn)了跨平臺的交互式設(shè)計、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數(shù)據(jù)可視化等功能，大幅提高設(shè)計團隊的設(shè)計效率，使研發(fā)人員能及時發(fā)現(xiàn)、修正設(shè)計缺陷和潛在的工藝問題，提高產(chǎn)品開發(fā)的制造成功率。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域也大有用武之地。為真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能創(chuàng)造條件。在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能提供可靠、安全和經(jīng)濟的實驗項目。華東理工大學(xué)的G-Magic虛擬現(xiàn)實實驗室，就是高校虛擬現(xiàn)實教學(xué)的一個范例。該實驗室擁有CAVE洞穴式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以把大學(xué)生設(shè)計的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如，學(xué)生設(shè)計了一間淋浴房，他能利用這套系統(tǒng)把它展現(xiàn)在實驗室里，和真實的淋浴房一樣大小。營造出這種教學(xué)環(huán)境后，教師就能與學(xué)生更方便地交流各個環(huán)節(jié)的設(shè)計優(yōu)劣，并隨時做出修改。

企業(yè)的一些培訓(xùn)項目，同樣離不開虛擬現(xiàn)實。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區(qū)集中了大量危險化學(xué)品，一旦操作不當(dāng)，便可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，并造成環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此，政府和企業(yè)對大型石油灌區(qū)的安全性和操作人員的專業(yè)性提出了很高要求。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以構(gòu)建儲罐區(qū)應(yīng)急救援及安全培訓(xùn)系統(tǒng)，它不但能向員工呈現(xiàn)操作流程的各種場景，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)、掌握安全操作技能，還能模擬事故發(fā)生、火光熊熊的場面，讓員工在沉浸式虛擬影像中開展救援行動。

國內(nèi)行業(yè)發(fā)展

市場需求是很大的，而供應(yīng)方面卻略顯不足，尤其是擁有核心知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)過硬的企業(yè)并不多，行業(yè)整體缺乏品牌效應(yīng)。

國際行業(yè)發(fā)展

2015年，Google 正在內(nèi)部研發(fā)為 VR 設(shè)備定制的操作系統(tǒng)，項目內(nèi)有數(shù)十名工程師，建成后會降低開發(fā) VR 應(yīng)用的門檻。

關(guān)聯(lián)定義

VRP子軟件體系VR（Virtual Reality）是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的意思，VRP（Virtual Reality Platform）是虛擬現(xiàn)實仿真平臺的意思。

VRP的子軟件產(chǎn)品具體包括：

VRP-BUILDER 虛擬現(xiàn)實編輯器

軟件用途：三維場景的模型導(dǎo)入、后期編輯、交互制作、特效制作、界面設(shè)計、打包發(fā)布的工具

客戶群：主要面向三維內(nèi)容制作公司

VRPIE-3D互聯(lián)網(wǎng)平臺

軟件用途：將VRP-BUILDER的編輯成果發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)，并且可讓客戶通過互聯(lián)網(wǎng)進行對三維場景的瀏覽與互動。

客戶群：直接面向所有互聯(lián)網(wǎng)用戶

VRP-PHYSICS 物理系統(tǒng)

軟件用途：可逼真的模擬各種物理學(xué)運動，實現(xiàn)如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然現(xiàn)象，在算法過程中嚴格符合牛頓定律、動量守恒、動能守恒等物理原理。

客戶群：主要面向院校和科研單位

VRP-DIGICITY 數(shù)字城市平臺

軟件用途：具備建筑設(shè)計和城市規(guī)劃方面的專業(yè)功能，如數(shù)據(jù)庫查詢、實時測量、通視分析、高度調(diào)整、分層顯示、動態(tài)導(dǎo)航、日照分析等 　客戶群：主要面向建筑設(shè)計、城市規(guī)劃的相關(guān)研究和管理部門。

VRP-INDUSIM 工業(yè)仿真平臺

軟件用途：模型化，角色化，事件化的虛擬模擬，使演練更接近真實情況，降低演練和培訓(xùn)成本，降低演練風(fēng)險。

客戶群：主要面向石油、電力、機械、重工、船舶、鋼鐵、礦山、應(yīng)急等行業(yè)。

VRP-TRAVEL 虛擬旅游平臺

軟件用途：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)導(dǎo)游職業(yè)意識，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，積累講解專項知識，架起學(xué)生與社會聯(lián)系的橋梁，全方位提升學(xué)生講解能力，讓單純的考試變成互動教學(xué)與考核雙模式。

客戶群：主要面向?qū)в?、旅游?guī)劃

VRP-MUSEUM 網(wǎng)絡(luò)三維虛擬展館

軟件用途：是針對各類科博館、體驗中心、大型展會等行業(yè)，將其展館、陳列品以及臨時展品移植到互聯(lián)網(wǎng)上進行展示、宣傳與教育的三維互動體驗解決方案。它將傳統(tǒng)展館與互聯(lián)網(wǎng)和三維虛擬技術(shù)相結(jié)合，打破了時間與空間的限制、最大化地提升了現(xiàn)實展館及展品的宣傳效果與社會價值，使得公眾通過互聯(lián)網(wǎng)即能真實感受展館及展品，并能在線參與各種互動體驗，網(wǎng)絡(luò)三維虛擬展館將成為未來最具價值的展示手段。

客戶群：科博館、藝術(shù)館、革命展館、工業(yè)展館、圖書館、旅游景區(qū)、企業(yè)體驗中心以及各種園區(qū)。

VRP-SDK 三維仿真系統(tǒng)開發(fā)包

軟件用途：提供C++源碼級的開發(fā)函數(shù)庫，用戶可在此基礎(chǔ)之上開發(fā)出自己所需要的高效仿真軟件

客戶群：主要面向水利電力、能源交通等工業(yè)仿真研究與設(shè)計單位

VRP-STORY故事編輯器

操作靈活、界面友好、使用方便，就像在玩電腦游戲一樣簡單 　易學(xué)易會、無需編程，也無需美術(shù)設(shè)計能力，就可以進行3D制作

成本低、速度快，能夠幫助用戶高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持與VRP平臺所有軟件模塊的無縫接口，可以與以往所有軟件模塊結(jié)合使用，實現(xiàn)更炫、更豐富的交互功能。

VR不等同于

1. 360°全景視頻

《紐約時報》與Google Cardboard合作推出的 NYT VR視頻，觀看效果非?？犰?，但我們必須認識到，它并不是真正的VR。在Flickr VR上查看照片的體驗也相當(dāng)不錯，但是這也不是VR。同樣的情況還出現(xiàn)在GoPro的Surf，Moto and Ski的VR視頻中。

我們上面提到的這些相當(dāng)不錯的視頻和照片查看體驗，本質(zhì)上就是360度視頻和照片，它們能夠通過攝像頭捕捉到拍攝對象全方位的3D景象。這些全方位影視資料通過一個VR頭盔播放，能夠給用戶帶來非常強烈的沉浸式體驗，不過這些影片和資料并不是虛擬合成的，而是真實的影像資料的拼接。用戶在體驗的過程中可以四處查看周圍環(huán)境，甚至能夠探索影像中其他地方的場景，但是卻無法做到與其中的場景進行互動，不能做到像真實生活中的旅游那樣，真正觸摸或者是改變視頻中的任何東西。之前攝像機拍攝下來的全部資料，就是用戶所能探索的極限。360°全景影像資料是一種新型的拍攝方式和呈現(xiàn)技術(shù)。實際上我們并不需要一個VR頭盔就能獲得這樣的體驗，一個2D的屏幕就可以實現(xiàn)我們的需求。所以，360°全景影像并不等同于VR。

盡管二者并不等同，但是對我們大多數(shù)人來說，360°全景內(nèi)容的體驗卻是我們體驗沉浸式VR的第一次嘗試?，F(xiàn)在市場上已經(jīng)有了許多這方面的內(nèi)容和資料，每天在YouTube和Facebook中都還在涌現(xiàn)出大量新的360°全景影像信息。小編敢打賭，目前體驗過移動式VR設(shè)備的人，大多數(shù)在談?wù)摰亩际沁@種360°全景影像，而不是游戲。我們相信，在接下來的時間里，全景影像的數(shù)量將會呈現(xiàn)指數(shù)級的爆炸式增長，資料增長的背后是大公司和小團隊們?yōu)榱送苿幼约耶a(chǎn)品體驗，不斷為市場注入新的體驗內(nèi)容。另外，這類內(nèi)容的體驗成本并不會特別高，移動類型的VR設(shè)備就已經(jīng)足夠，并不需要高端PC主機的幫助。

360°全景視頻非常酷，這樣的技術(shù)對于我們?nèi)粘Ｉ畹母淖儗⒂锌赡苁穷嵏残缘?。這項技術(shù)有可能會被運用到信息直播中，比如我們可以利用VR頭盔在線收看到全方位的總統(tǒng)辯論、職業(yè)籃球比賽、媒體發(fā)布會、甚至是拳擊比賽等。

2. 增強現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實和360°全景視頻雖然不能等同，但是它們二者之間有一個共通的特點：就像一部好的電影，它能夠讓用戶感覺置身于另外一個世界，不管這個世界是由計算機處理器虛構(gòu)出來的，還是世界上遙遠的某個地方的影像資料。增強現(xiàn)實（AR），則不同。AR將用戶當(dāng)前所處的現(xiàn)實環(huán)境與虛擬場景和物品糅雜在了一起，混雜了現(xiàn)實和虛擬事物的場景完美地結(jié)合在了一起，然后傳送到用戶眼中。

現(xiàn)在AR產(chǎn)品中表現(xiàn)最好的當(dāng)屬微軟的HoloLens 系統(tǒng)。這個頭盔中包括一個攝像頭，借由它用戶可以查看到周圍的室內(nèi)情況，于此同時，借由頭盔，用戶還能夠看到由計算機虛構(gòu)出來的景象，比如墻壁上趴著的一只巨大的蜘蛛。當(dāng)然，AR并不只是用來搞笑或者制造恐怖片場景的。CNET的高級編輯 Sean Hollister體驗了一次由AR技術(shù)驅(qū)動的場景，他認為這樣的體驗將有可能顛覆未來的消費市場格局。在這次體驗中，Sean直接在室內(nèi)體驗了一把買車、選車的全過程。當(dāng)時他戴著AR頭盔坐在家里的浴室，AR技術(shù)為他呈現(xiàn)了一臺虛擬的沃爾沃S90，就這樣，Sean在自家的浴室里就已經(jīng)把一輛S90的所有細節(jié)摸了個遍。

微軟并不是目前唯一在探索AR技術(shù)的公司。AR技術(shù)領(lǐng)域另一個有力的競爭者是之前在各大科技媒體上很火的Magic Leap。這家有Google在背后撐腰的公司，盡管目前還沒有推出任何的硬件設(shè)備，但是他們發(fā)布的概念視頻已經(jīng)火爆全球，成為人們津津樂道的話題。在視頻中，有幾個場景據(jù)說已經(jīng)是能夠正常工作的demo，其中包括了由電腦虛擬出來的機器人，它憑空直接出現(xiàn)在辦公室的桌子下，另外還有一個demo，展示了在屋子中央出現(xiàn)的太陽系虛擬模型。

不管是微軟，Magic Leap還是其他目前尚未出名的研發(fā)團隊，他們專研的AR技術(shù)將電腦創(chuàng)造出來的虛擬物品與真實場景進行了融合和交互，這正是AR與VR最大的區(qū)別。我們打個比方來解釋這個區(qū)別：AR可以在你的餐桌上直接為你虛擬出一個Minecraft游戲世界，VR則是讓你戴上頭盔，仿佛完全置身于Minecraft的世界中，你完全看不到自家的餐桌了。

3. 遠程呈像

目前我們已經(jīng)談了VR技術(shù)：讓用戶進入到一個完全由電腦虛構(gòu)出來的世界中；AR技術(shù)：讓用戶在當(dāng)前所處的環(huán)境背景中看到電腦創(chuàng)造出的虛擬場景。遠程呈像技術(shù)有點類似于AR和VR糅雜在一個的結(jié)果，它能夠?qū)⑸硖幵谶h方的用戶，以一種類似于機器人的形式在另一個地方在線與他人進行溝通交流。

遠程呈像技術(shù)研發(fā)出來的機器人，如現(xiàn)在比較出名的Double，將一個iPad固定在滾輪行走機器人上，iPad中會顯示用戶現(xiàn)在的形象。用戶即使身處在辦公室，也能夠出現(xiàn)在地球上任何其他地方，遠程控制自己的行走和視線。用戶通過操控配套的App來控制這個連網(wǎng)的機器人，機器人作為用戶在另一個地方的“傀儡”，能夠執(zhí)行很多的操作，比如它作為用戶的分身出現(xiàn)在一個會議上，可以執(zhí)行行走、旋轉(zhuǎn)等功能，當(dāng)用戶想轉(zhuǎn)向會議中的其他人時，可以控制 Double機器人轉(zhuǎn)身，就像自己親臨一樣，看到其他人的表現(xiàn)。

4. 智能眼鏡

可能很多人至今還沒有搞清楚Google Glass到底是個什么東西。有人或許記得Google 2013年召開的智能眼鏡大會，認為“OK，Google Glass跟AR差不多”。事實上，情況并非如此。智能眼鏡，實際上就是我們眼前的一個顯示屏。換句話說，我們可以把它理解為飛行員/駕駛員專用眼鏡的一個增強版，在這個顯示屏上，能夠投射出數(shù)據(jù)、地圖信息等資料，供用戶使用和查看。在當(dāng)前的智能眼鏡領(lǐng)域，目前顯示屏僅覆蓋了右眼。

很多人之所以把Google Glass與AR技術(shù)搞混是因為，Google之前發(fā)布的demo視頻是以用戶本人的第一視角拍攝的，這樣的視角給人的感覺與AR非常相似——在真實世界中出現(xiàn)了虛擬信息和資料。實際上，Google Glass這類產(chǎn)品并沒有在現(xiàn)實世界中投放和虛構(gòu)出任何的AR類型景象，它僅僅是將信息投放在眼鏡的顯示屏上而已。換個比喻，Google Glass就像是眼鏡版的Apple Watch，只不過后者是在手腕上工作，如此而已。

如果Google Glass并沒有讓人感覺到它能夠讓生活產(chǎn)生變化，那可能是因為這款產(chǎn)品至今依然沒有商業(yè)化。盡管這款眼鏡并沒有進入普通消費市場，但是它在一些特殊工種中，依然可以為職業(yè)人群提供非常大的幫助。這也是Google希望Google Glass所能達到的目標——在用戶騰不開手的時候，它可以幫助用戶直接查看到一些重要資料。這樣的功能在某些情況下顯得尤為有利，比如外科手術(shù)、建筑施工、飛行器駕駛等。

Google Glass至今依然占據(jù)同類市場中的王者地位，但是值得指出的一點是，智能眼鏡市場目前面臨的最大問題主要有兩個：首先，面對普通消費者市場，Google Glass等智能眼鏡中并沒有一個“殺手锏”App，無法真正俘獲消費者芳心；其次，當(dāng)前的智能眼鏡產(chǎn)品從外觀上來看，都很難激發(fā)消費者的購買欲。

5. 視頻播放器

有些人可能了解過Avegant Glyph這個產(chǎn)品，它的外形看上去有點類似于VR頭盔，但從功能上看，它僅僅是一種觀看電影或者是視頻的高新方式。這樣的視頻播放設(shè)備并不新潮，早在 2012年的時候，市場上就已經(jīng)出現(xiàn)了同類的產(chǎn)品，如Sony HMZ-T1私人3D播放器，Zeiss Cinemizer OLED播放器。

在使用Glyph的時候，用戶首先要將頭盔上的HDMI接口與計算機設(shè)備連接。隨后頭盔中將會播放3D視頻內(nèi)容，另外它確實也能夠為用戶提供 3D全景360°視頻、游戲，并且能夠控制無人機等設(shè)備。不過，這樣的設(shè)備發(fā)展到現(xiàn)在， 產(chǎn)品功能跟VR頭盔相比，實在是非常有限。

隨著AR、VR技術(shù)的不斷成熟，越來越多的現(xiàn)實場景和虛擬場景開始實現(xiàn)了融合互通，未來我們將能夠看到更多的場景中開始利用這兩項技術(shù)。我們上面已經(jīng)詳細分析比較了VR技術(shù)與其他技術(shù)的區(qū)別，盡管如此，但是我們還是可以預(yù)見，在未來依舊會有很多人將這些技術(shù)籠統(tǒng)地稱呼為“虛擬現(xiàn)實”。小編希望借這篇文章，讓大家能夠看清一些產(chǎn)品花俏的噱頭和宣傳背后，明白這項技術(shù)的本質(zhì)到底是什么。

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