虛擬現(xiàn)實技術一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)仿真，它是仿真技術與計算機圖形學人機接口技術，多媒體技術與傳感技術，網絡技術等多種技術的集合和研究領域。它是目前科技領域內一門富有挑戰(zhàn)性的前沿技術。

　　虛擬現(xiàn)實技術(VR)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環(huán)境是由計算機生成的、實時動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應該具有一切人所具有的感知。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運動等感知，甚至還包括嗅覺和味覺等，也稱為多感知。自然技能是指人的頭部轉動，眼睛、手勢或其他人體行為動作，由計算機來處理與參與者的動作相適應的數據，并對用戶的輸入作出實時響應，并分別反饋到用戶的五官。上面這些名詞可能讓你聽起來比較困惑，但是又給人一種科技感很強的感覺，也許這就是所謂的“不明覺厲”吧。北青報《生活時代》通過一個虛擬現(xiàn)實技術的具體應用來介紹一下，VR能帶給我們什么。

　　讓虛擬現(xiàn)實帶你穿越青銅時代

　　大英博物館近期將通過虛擬現(xiàn)實技術讓游客進入青銅時代。大英博物館的虛擬現(xiàn)實技術合作伙伴是三星，這也是大英博物館提供的第一個虛擬現(xiàn)實訪問體驗。游客使用三星提供的虛擬現(xiàn)實頭盔，以虛擬現(xiàn)實方式，探索大英博物館在青銅時代的展品，當然游客瀏覽的是博物館藏品的3D掃描圖像。

　　大英博物館的Micropasts項目已經開始使用3D掃描，創(chuàng)建掃描對象的開放數據源，并讓游客探索藏品過去的用途，這些可以用虛擬現(xiàn)實方式探索的藏品包括在英國格洛斯特郡發(fā)現(xiàn)的遠古金手鐲，目前它被視為英國珍寶。

　　虛擬現(xiàn)實技術也將讓游客通過燈光和氣氛體驗青銅器時代，戴上虛擬現(xiàn)實頭盔，參與到古人的各種儀式當中，包括祭祀太陽的儀式等等，在虛擬的儀式現(xiàn)場中就包含館藏的各種同時代文物，這種身臨其境的感覺讓游客參觀文物的同時，更能感受到文物所處的那個時代，這才是博物館真正想要傳遞給游客的信息。本次活動由英國三星電子英國和愛爾蘭安迪格里菲思合辦，以一種全新的方式來與大英博物館的藏品進行互動。

　　在虛擬場景中從事真正的鍛煉

　　健康追蹤應用Runtastic近日面向頭戴式顯示裝置OculusRiftVR開發(fā)了一款軟件，這款軟件可以讓用戶從事時長7分鐘的真正鍛煉，同時他們還仿佛置身于虛擬環(huán)境中。一旦安裝了該軟件，用戶可以做下蹲、弓步、瑜伽以及Run-tastic的標準化7分鐘鍛煉，而且他們都是在沉浸于一個虛擬環(huán)境中完成這些活動的，這種鍛煉方式旨在讓用戶在地下室、賓館房間或是辦公室健身的時候，腦海中能產生超越這些現(xiàn)實場地的美妙場景。

　　該軟件早期版本植入的場景包括景色優(yōu)美的山坡、沙灘別墅以及虛擬“黑洞”（聽上去很可怕，但實際上非常有趣），它還能充當電影院的作用，用于播放具有鍛煉演示內容的Run-tastic健身視頻。應用內的虛擬教練還能捕捉Runtastic專業(yè)教練生成的動作，進行有益于用戶的鍛煉指導。

　　虛擬現(xiàn)實技術除了可以為用戶模擬各種景色優(yōu)美的訓練環(huán)境，讓你更樂于鍛煉，還能把數據庫中的各種數據變?yōu)槟愕乃饺私叹?，鍛練前你只要告訴系統(tǒng)你今天想要鍛煉的方式或是鍛煉目的，例如，我今天想把啤酒肚減一減，系統(tǒng)就會為你虛擬出一套訓練方案，并且在你鍛煉的過程中，不斷地幫你糾正。

　　電影“規(guī)則”重寫，影院或將消失

　　VR的應用場景有很多，遠程旅游、遠程醫(yī)療、遠程教育、仿真訓練、游戲娛樂等等，“看電影”當然也是其中的一個應用場景，而且看起來看VR電影在廠商們的商業(yè)策略里都不約而同地排在了最前端。

　　早些時候，Oculus放映了其第一部由其內部團隊OculusStoryStudio制作的電影《迷失》（Lost）。據報道，該片片長不定，可以是三分半也可以是十分鐘——取決于觀眾的選擇。

　　在追光動畫的《小門神》預告片發(fā)布會上，追光為參會人員提供了特別的VR版本的預告片體驗。通過OculusDK2來觀看追光專門為此制作的特別版預告片。預告片片長90秒，其制作周期超過2個月。

　　在專業(yè)人士看來，制作VR電影，最大的難度不在于技術上，而在藝術上。以《小門神》為例，因為全景本身的寬廣視域，為了不讓觀眾產生眩暈感，設計團隊在故事里設置了注意力的“線索”——通過人物的行動和聲音的位置來“牽引”觀看者線性地發(fā)展劇情。美中不足的是，被鏡頭“拖拽”進火爐的那段，當火焰撲面而來時，VR“沉浸”帶來的人體前庭官能認知錯覺引發(fā)了一定的眩暈感——有些觀眾確實在這個部分感到不適。

　　暴風魔鏡的《成人禮》的拍攝使用的是安防用的360°“全景”攝像頭拍攝制作，通過各個“平面”的攝像頭拼接而成的全景，但敘事仍然是線性的，缺乏交互。暴風魔鏡今年會采購至少500臺這樣的設備，這些設備一部分暴風自己的團隊會去拍攝，另一部分會交給外部團隊去拍攝，他們不僅要讓海量用戶不斷測試設備，也要讓“海量”的制作者去不斷測試和發(fā)掘VR的創(chuàng)作新觀念和新方法。

　　3D電影和IMAX電影的革新仍然是圍繞著平面銀幕展開的，而VR電影將是一次革命性的再創(chuàng)造。不僅僅是電影拍攝、創(chuàng)作上的新征途，觀影的方式和場景也會因此發(fā)生巨大的遷移——人們可以戴上VR眼鏡將自己置入虛擬的影院場景內，不論是熟人社交還是陌生人社交，都可以在同一個虛擬影廳內通過包括VR眼鏡和語音設備、體感設備等實現(xiàn)。影院的社交功能如果被VR設備代替，而VR設備的視聽體驗又會因為沉浸感更強于影院的話，影院會消失就不再只是危言聳聽了。

　　虛擬現(xiàn)實在醫(yī)學中的應用

　　作為一名外科醫(yī)生最核心的價值在哪里呢？很有可能就是豐富的臨床經驗，當然對于內科大夫也是一樣。一個新手外科醫(yī)生成長為專家不僅僅需要時間的積累，還需要一床床的手術積累。新手醫(yī)生希望完成更多的手術來提高自己的水平，而患者則希望找個專家來做手術，這就形成了一種矛盾，虛擬現(xiàn)實技術讓這種矛盾有了一種釋放的方式。新手醫(yī)生可以在虛擬系統(tǒng)里練習手術或更大規(guī)模上進行微創(chuàng)手術。外科醫(yī)生也開始使用他們的虛擬模型患者，在實際手術之前進行練習。

　　虛擬現(xiàn)實解決方案還可幫助醫(yī)護人員與患者更有效地互動，提高醫(yī)生評估和診斷病情的能力，同時患者也可以及時得到治療，有利于患者康復。VR解決方案體現(xiàn)出來的優(yōu)勢在神經心理學、心臟移植、耳鼻喉科、脊柱骨科、兒科等專業(yè)領域尤為突出。

　　這項新技術對于有經驗的外科醫(yī)生及其他專業(yè)醫(yī)護人員來說，最關鍵的挑戰(zhàn)是：適應。在為醫(yī)療行業(yè)設計和施行虛擬現(xiàn)實模擬時，依照某種模式進行是一種行之有效的方法，它不僅讓人們明白虛擬模擬的設計過程，還告訴人們如何操作VR解決方案。

　　頭戴VR設備的3個技術方向

　　從上面對于虛擬現(xiàn)實技術的種種描述中，提到最多的關鍵設備就是頭戴VR設備，是的，這就是欺騙你眼睛的那個家伙，從目前的技術角度來看，頭戴VR設備主要有3個發(fā)展方向。

　　1.以Oculus為代表的電腦連接式頭戴VR設備

　　它們事實上就是HMD（HeadMountedDisplay,頭戴顯示器），可以稱作為“VR頭戴顯示器”。HMD發(fā)展至今大約已經50年了，最早從美國軍方就已開始。蟻視頭盔即與Oculus非常相似，與電腦連接，由電腦進行運算和渲染再將影像傳輸至頭盔內的屏幕上。

　　2.以三星GearVR、GoogleCardBox為代表的方式

　　這種方式利用的虛擬源是手機，它為用戶提供了一個插手機的“VR手機盒子”。事實上就是一套光學系統(tǒng)嵌在一個塑料或紙盒子里面，插入智能手機觀看。蔡司VR、暴風魔鏡和“蟻視機饕”均是此類手機盒子。

　　3．獨立的“VR智能眼鏡”

　　以虛擬世界與IDEALSEE的頭戴VR產品為代表的此類設備內置了完整的計算、存儲、通信、交互模塊，可以獨立使用，不需要連接電腦或手機。

　　VR技術那么好，為何歷經近50年還未爆發(fā)

　　其實VR技術最早應用于軍事領域，你是不是看到過很多空軍飛行員在模擬機上，戴著頭盔和敵機激烈對抗的場景，其實這就是虛擬現(xiàn)實技術的一種。從軍用領域遷移到民用領域，傳感/跟蹤和渲染在技術上其實基本上已不成問題了，特別是渲染——大型主機游戲廠商的渲染引擎足以應付在“HMD”VR設備上實現(xiàn)極佳的渲染效果，而手游廠商的渲染引擎也當然可以賦予“VR手機盒子”優(yōu)質的渲染效果。

　　真正的難題來自顯示，主要是生產制造上的瓶頸，即成本控制以及因為成本控制而必須面對的極致體驗的“犧牲”。

　　1.屏幕分辨率：2.5K是目前手機屏幕的極限

　　例如屏幕分辨率，顯而易見，該指標的高低直接決定了用戶能看到的畫面的清晰度。由于無論是哪種頭戴式VR設備考慮到貼近眼睛所需的顯示屏面積實際上與手機屏相當，因此消費級VR設備廠商們均是采購手機屏幕——在供應鏈管理上，手機屏能夠有效控制成本，并保證良品率。但是手機屏目前能夠量產的最高分辨率是2.5K（2560x1440或2560x1536），能夠配置到2.5K屏的手機現(xiàn)在有三星S6edge、三星NOTE4（GearVR目前只適配該機型）、小米NOTE高配版、OPPOFIND7等。

　　華為手機的掌舵人余承東曾經批評國內手機廠商過于迷戀屏幕分辨率的不斷提升，在其微博上表示“對于6英寸以下，人眼幾乎無法區(qū)分1080P和2K”，并指出由于屏幕分辨率的提升會導致手機續(xù)航能力的下降，從而令手機“體驗很差”。但當用戶一旦接入到VR顯示屏上，無論是“HMD”還是“VR手機盒子”，1080P的“低分辨率”體驗會給VR體驗帶來很大的折扣。屏幕被眼睛一分為二后，視覺上可以感受到的分辨率被攔腰“降低”到了960x1080。

　　“原來說2K到4K沒必要了，但在VR上我們眼睛一切就切了一半，再做全景又切了四分之一，相當于直接給你六倍、八倍下去了，所以4K當然需要了，甚至8K也需要了。”暴風魔鏡的馮鑫相信由于VR的需求，手機屏幕還將不斷地挑戰(zhàn)更高分辨率。

　　2.靜態(tài)水平視場：沉浸感的關鍵

　　另一個技術上的難題是超大視場（FOV,FieldofView），這個決定了你能否體驗到真正的VR沉浸感，能否感覺自己真正置身于虛擬的場景之中。視場又有靜態(tài)視場和動態(tài)視場之分，動態(tài)視場是指戴著VR頭盔在轉動頭部的時候所能觀察到的視場大小，一般動態(tài)視場都可以基于陀螺儀等傳感器而做到360°全球面。靜態(tài)視場是指頭部不轉動時僅靠人眼所能自然觀察到的視場大小，這才是“欺騙”人眼獲得沉浸的VR體驗的關鍵。靜態(tài)視場中又可分為水平、垂直和對角三種，由于各家光學鏡片的形狀不同，VR領域中的視場一般指靜態(tài)水平視場。

　　據稱索尼即將于2016年發(fā)布的新一代ProjectMor-pheus的視場為100°，OuclusDK2的官方數據也是100°，國內的蟻視頭盔與Oculus相比視場略小一點。而評測數據顯示，OculusDK2的實際視場其實只有81.46°。

　　目前科學已知的人眼雙目重疊水平視場為120°。虛擬現(xiàn)實技術之后對視場的擴展，會不斷逼近120°，在此過程中每多增加1°的擴展都會帶來成本的大幅增加——視場角增加的邊際成本遞增，而邊際效用則是遞減，而人的注意力覆蓋主要是在視域范圍的五分之一。

　　在人機交互方面，除了藍牙手臂/手槍之類在技術上已十分成熟的外設外，基于結構光或力反饋的手勢識別已經足夠成熟，最新的語音識別也已可以在這類系統(tǒng)中使用。

　　內容生態(tài)決定誰能笑到最后

　　消費級VR的硬件設計和生產已經涌入了全球大量的競爭者，競爭的著力點一方面看誰能夠把硬件的供應鏈瓶頸突破，從而將硬件體驗躍升到新的高度之外，另一方面則是看誰能夠更好地構建起一個源源不竭的內容生態(tài)——沒有內容支撐的硬件，會很快退出歷史舞臺，即便它有更好的體驗——譬如當年在高清DVD（HD-DVD）的格式角逐上，東芝最終敗給了索尼，恰是因為前者在對好萊塢六大片源角逐上棋差一招，最終滿盤全輸。

　　1.OculusPlatform（內容商店）：蘋果模式

　　Oculus在內容生態(tài)的運營上比較相似于蘋果，有自己的Oculus內容商店OculusPlatform。Oculus的Rift以及三星的GearVR都是在Oculus自己的商店上購買內容。蘋果模式的好處不難理解，最大化地適配自家的硬件，能夠提供內容與硬件匹配的極致用戶體驗，最優(yōu)地呈現(xiàn)硬件的性能。Oc-ulus的“蘋果模式”還構建了一個健康的商業(yè)模式，好的用戶體驗才能說服用戶付費購買內容，而持續(xù)的用戶付費才能說服版權方依照Oculus的開發(fā)標準制作/提供優(yōu)質內容。

　　2.暴風魔鏡：小米模式

　　在互聯(lián)網科技行業(yè)打拼多年的馮鑫，深知在這個時代與其賣硬件不如在未來賣內容更具有高成長性。因為暴風影音的成熟積累，為暴風魔鏡提供內容庫或許更為理所當然。在目前暴風魔鏡的VR市場（內容商店）里，絕大部分內容都是免費的。為了讓用戶有“不竭”的內容，暴風影音的片源作為“在線視頻”（魔鏡App里的功能）可以平移到暴風魔鏡上，通過類似3D分屏轉制的方式實際上可以平移整個暴風影音擁有的片庫。暴風魔鏡還組建了國內第一支全景視頻拍攝團隊，目前VR市場內已經有國內第一部VR故事短片《成人禮》（片長約3分鐘），有國內第一部第一人稱網絡自制劇《卡拉看世界》，以及大量的全景圖片、全景視頻短片及全景游戲。

　　馮鑫為暴風魔鏡打造的模式與小米極為相似，用最低可能的售價快速積累用戶。目前魔鏡Ⅱ代的售價僅為99元，截止到2月28日，暴風魔鏡已擁有21萬用戶——魔鏡Ⅰ代出貨10萬臺，Ⅱ代訂購數超過11萬臺，已出貨5萬臺。這么龐大的用戶數量，對內容生態(tài)的挑戰(zhàn)是巨大的，馮鑫目前給出的適配標準是“市面上1999元以上的手機”，在這個價位上的大部分手機都能順暢地通過暴風魔鏡體驗其內容商店上的電影、全景視頻、全景圖片及游戲。

　　3.蟻視科技：尷尬的宏愿

　　蟻視目前在內容的支持上相對GearVR的背靠“大樹”以及暴風魔鏡的“海量”資源確實顯得單薄——沒有自己的內容商店，僅依靠3D分屏軟件去支持其他3D電影的本地視頻文件。蟻視團隊正在開發(fā)一款全景射擊游戲，支持蟻視頭盔，從目前的版本，有一定的全景體驗，但效果仍然“差強人意”，藍牙槍桿的位置定位和觸發(fā)的視聽觸三覺體驗生澀。

　　VR技術發(fā)展的突飛猛進，令人倍感興奮，但其潛伏的危險在未來亦將逐漸蔓延。沉溺虛擬世界或許會帶來致幻的精神催眠，《盜夢空間》內即有一段情節(jié)描述了在一個地下室，很多人通過藥物令自己沉浸夢境逃避現(xiàn)實；另外沉浸的感官體驗當然也會令暴力影片泛濫，更便于恐怖分子在虛擬空間內完成軍事作戰(zhàn)訓練（游戲的VR化已經達到相當仿真的程度了），所以我們相信，在VR技術成熟之時，它也會受到更多來自社會的限制。