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虚拟现实（VirtualReality,简称VR）技术已经成为当下的一个科技热词,而前不久召开的谷歌开发者大会则将各界对于虚拟现实的关注热度又推向一个新高度.到底VR技术是一种看起来很酷但距离现实很远的“黑科技”,还是一种已经可能从多个层面改变人类的军队作战、装备研发、医疗以及娱乐方式的高科技呢?针对这一系列问题,记者近日采访了包括中国虚拟现实领域顶级专家赵沁平院士在内的数位专家.
VR头盔已发展到什么水平?
谷歌在日前举行的开发者大会上推出了VR平台Daydream.据谷歌公司介绍,DayDream优化了VR算法,能够有效降低延迟、减少眩晕感,并可以大幅提升表现性能.由于DayDream是建立在AndroidN系统基础上的,所以能够支持智能手机.同时,DayDream也支持头戴设备,谷歌在现场推出了自己的VR头盔的参考设计图.
目前,市面上较热的头戴式显示设备主要有电脑+VR头盔形态的Oculus和HTCVive、手机+头盔形态的Gear,还有微软的一体式AR头盔形态的Hololens.不过,即便是目前最被业界看好,认为已经具备全面进入消费市场条件的VR头盔设备,实际上也没有全面迈过技术门槛.与此同时,VR头盔的体积比较大,便携性不强.而且VR技术也需要专门的内容生产商来供应,目前还远远不够完善.此外,至今仍未有一款销售数量达百万级别的明星VR产品出现.
中国电子科学研究院VR方向负责人杨阳朝博士对记者表示,目前面向用户的产品,主要为外接式头戴设备和移动端头显,而这些头盔仍存在一定技术问题.外接式头戴设备因受限于头盔的处理能力,所以不得不连接一个高性能主机来进行处理,且受数据线的束缚,也导致这类产品的售价较高,很难被一般用户接受.移动端头显为头盔加智能手机的方式,虽然成本较低,但受限于手机的分辨率、处理能力、传输带宽、电池续航等问题,只能进行比较简单的娱乐项目,它可能也不是未来的发展方向.在VR内容制作这一块也有很多需要解决的问题.美国公司TheVoid推出一种沉浸式的游戏体验,在游戏中,体验者穿戴各种设备后,既可以沉浸在虚拟场景之中,也可以看到其他体验伙伴在游戏中的角色.不过,目前普通用户想在家达到这种效果还比较困难,只能在高端体验店进行离线体验.还有一个影响VR产业很重要的因素就是可穿戴设备关键技术的突破,随着VR技术的成熟和成本的下降,它必将给各行各业带来巨大的改变,也会逐渐渗透到我们生活的方方面面.我们有理由相信未来VR设备将不仅仅作为配件存在,还有可能成为下一个移动终端和计算平台.
只能娱乐,那是谣传
VR技术这么先进,但在一些人眼中,它可能就是一个能带给人们更真实更具有交互体验的娱乐设备.这是真的吗?中国工程院院士、虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任赵沁平表示,虽然虚拟现实技术是随着这几年脸谱、谷歌、微软等互联网巨头开始研制相关产品而迅速进入大众视野的,但实际上,早在上世纪60年代,虚拟现实的概念和技术就已提出,上世纪80年代起,发达国家就已开始发展和应用这项技术.
据赵沁平介绍,虚拟现实技术最早进入的应用领域就是军事等战略领域,近几年才开始走入大众消费领域.美国是最早将虚拟现实技术应用于军事领域的国家.上世纪80年代初,美国就研发了Simnet系统,把美国和欧洲一些国家的军事仿真设施用网络连接起来,进行异地军事训练.它可以连接各种各样的飞行器和车辆模拟器,即使分隔数千里,两地的飞行员也可以进行实时交互对抗训练.据他介绍,“最近,美国又开发出军用虚拟现实头盔,可以把整个战场的数据在后台处理后全部推送到单兵佩戴的头盔上,使每个士兵都能感知整个战场的态势”.
装备制造领域也比较早地应用了虚拟现实技术.上世纪90年代,波音777飞机的管线设计采用这一技术,大幅度降低了成本,缩短了研制周期.赵沁平说,装备制造领域目前应用虚拟现实技术较多的是汽车制造业.
虚拟人体是虚拟现实的一个终极目标?
2016年被称为虚拟现实的元年,因此外界对于这一技术未来的发展模式与方向有着众多讨论.杨阳朝表示,有一种观点认为,VR可能是一个过渡性产品,未来的发展方向可能是增强现实技术（AR）,也就是在真实环境中加入虚拟的信息,目前美国的高科技公司MagicLeap投入数十亿资金正在研发这一技术,虽然还没有发布过产品样品,但已经受到全世界的广泛关注.但在目前公开公布的设计视频中我们可以看到,该产品可以让处在真实环境中的人突然看到一个僵尸或者迎面撞过来的卡车、躲在桌下的机器人.据他介绍,最方便理解目前AR的应用,就是在国际游泳大赛直播中,每当运动员将要打破世界纪录时,泳池里会出现一条代表世界纪录与运动员同步运行的线,这条线在游泳池中并不存在,现场观众也无法看到,它实际上就是AR特色技术的一种现实应用.杨阳朝认为,未来也可能会出现VR与AR共存.此外,目前还有一种说法是MR,也就是混合现实技术,这种技术结合了VR与AR的特点,既可以将真实的人放到虚拟的场景里去,也可以在真实的场景里加入虚拟的现实,未来这些技术很有可能并行发展.
赵沁平认为,在医学领域,虚拟人体是基础.据他介绍,虚拟人体是对真实人体进行动静态多源数据采集,并通过几何、物理、生理和智能建模,构建的数字化人体.人体各种尺度单元的生理模型和人脑及其智能特征模型是VR的终极研究目标；人体微观尺度单元的微秒级过程的仿真和千亿级数量脑神经元系统的模拟是对计算能力的巨大挑战.“欧盟委员会与美国政府提出的‘脑计划’实际上就是要通过采集人脑的动静态数据来构造人脑模型,虚拟人脑.”赵沁平说.赵沁平对虚拟人体的愿景是：孩子一出生,就为其构建一个与其同步成长的完全等同的数字化虚拟人体,作为其一生的健康档案和医疗实验体.
中科院自动化所研究员王飞跃表示,VR的终极目标就是提高效率.VR技术当然会应用到国防领域.将来打仗,最需要环境感知能力.想想侦察手段的发展,从以前的侦察兵到现在的无人机、侦察卫星,对战争环境了解得越准确,打仗就越有把握,所以未来的战争是“虚拟战争、可视化的战争”.而在工业生产方面,如果实现全场景可视化,就可以进行精确管理,工厂效率自然会提高.
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