VR虚拟现实技术简介与前景分析
发布： 17:07:09 &&&&来源：影音中国 &&&&作者：李玮盛
　　从2014年开始崭露头角，到今年年初的CES展会之上VR(Virtual Reality)虚拟现实或虚拟实景的新技术备受热捧，包括Oculus、HTC、三星、索尼与乐视等多家国内外的品牌都宣告将在今年内正式向民用市场推出自家的VR头戴式装置，让VR真正从市场热点走向普通的玩家手中。不知道各位读者对VR技术有多大的了解？知不知道与之相关的AR与MR技术又是什么？VR为什么会引起这么大的关注，让CES2016展会上的不少观众宁愿排2个小时的长队也要亲身体验一下它的真实效果?下面就让我为大家解答关于VR在技术上与市场前景方面的一些要点吧。正如其名，VR是对整个空间进行虚拟实景&　　不管你对VR技术感不感冒，都需要了解VR这项备受关注的新生技术。VR的名字是虚拟现实，没错它就是一项能够让人进入纯虚拟空间的一项技术，现在主要是通过头戴式装置，也就是VR头罩来进入这个虚拟控制。而VR的本质其实要做到感官模拟，理论中是要做到模拟人的视觉、听觉、嗅觉、味觉与触觉，不过现阶段通过头罩还只能做到前两者的模拟，也就是视觉与听觉。至于触觉方面，现在可以搭配一些控制杆进行虚拟空间的操作，例如在虚拟的游戏空间中玩游戏就是其中一种方式。而仅仅是视觉与听觉，其实也可以做到许多的事情，例如观看电影，参观主题公园，进入全景直播现场以及众多关于方面的虚拟实景应用。通过视觉的模拟，可以让人感觉走入了另外一个空间中去，让你会有一种在现实中走一步，似乎也像在虚拟世界中漫步的感觉，而听觉方面则是让另外一个虚拟空间的事物变得更加清晰与逼真。　　VR主要通过高速的处理器去模拟另外一个空间，同时需要搭配高分辨率与高响应速度的显示屏，现在随着智能手机的性能不断提升，一些VR设备已经可以通过智能手机进行整个空间的模拟，例如HTC与三星，而其他的一些VR设备则依靠性能强劲的PC系统或者游戏机，如Oculus与索尼。除了VR之外，还有AR与MR技术&　　可能大家在翻查VR的相关技术资料的时候，偶尔会看到AR或MR这两个专有名词，特别是AR往往是伴随在VR技术之后。从定义上来说，AR(Augmented Reality)是增强现实或混合现实的意思，与VR不同的地方是它所要呈现的空间是虚拟与现实混合，将真实环境与虚拟的物件相结合。简单来说，就是带上AR头戴式装置后，眼前的环境还是原来的环境，只是现场加入了一些虚拟的景象或物体，这种技术最早的应用是在游戏当中，一般头罩中都会加入摄像头来捕捉现实场景。MR(Mix reality)就相对要复杂一些，属于结合现实环境与虚拟环境之后再现的一个空间，而MR技术的一个主要应用例子，就是微软所展示的穿戴式全息投影游戏设备Project-XRay，可以在现实与虚拟混合的环境下玩游戏。VR的应用不只是游戏，更多是全景沉浸式的体验&　　从上面对VR、AR以及MR技术的初步介绍，大家是不是觉得VR的应用面似乎更加集中在虚拟现实游戏当中？确实现在许多VR头戴式装置都以这个方向为主导，不过更多的VR应用应该是在全景沉浸式的影音体验之中，例如通过VR装置就能进入电影的场景中，感受影片当中各种物体所带来的视觉与听觉的体验；通过VR装置能现场观看一场交响乐、舞台剧或演唱会，还能参加节目的现场与主持人进行互动、观看体育赛事等等。可以说，VR技术让人足不出户就能体验到那种身临其境的奇妙感觉。令人遐想的市场前景 吸引众多巨头的关注&　　既然VR在影音方面有着如此丰富的应用面，也有庞大的市场空间，于是从2014年开始就吸引了众多巨头的关注。最初让VR技术进入我们焦点之中的是Facebook在2014年初以20亿元的巨资收购了VR头戴式装置的重要品牌Oculus，让其加快了VR技术与产品的研发生产速度。随后同一年，谷歌也向另一家VR公司Magic Leap融资5.42亿元，让谷歌也进入到VR的市场争夺之中。　　在2015年，VR的市场竞争就越演越烈，年初微软正式发布了Hololens全息眼镜并不断跟进推出VR相关的产品，随后HTC推出了其与游戏公司Valve合作的VR头戴式装置HTC Vine，而苹果这时也出手了，收购了一家VR公司Metaio，开始着手为iOS移动设备打造VR头戴式装饰、3D显示屏与控制界面等。而年末，亚马逊则申请了两项AR的专利技术，包括“基于反射器的深度场景映射技术”与“在三维环境中的目标对象跟踪技术”。而国内方面，不少厂家都开始进行研发VR平台与生态系统，包括腾讯、乐视与暴风科技等。正是这些因素的催化作用，使得2016年有机会成为VR产品迈向民用市场的元年。总结与展望　　上面我所谈到的是VR技术与市场方面的一些基本内容，在2016年当中，我们将会继续与大家讨论这个消费电子市场当中的热点。而VR技术本身与影音之间的关系非常密切，观看全景影音节目，包括电影、剧、演唱会等，未来都很有机会可以通过VR来实现现场的观看。另外AR与MR技术同样也是不能忽略的两种虚拟技术，但是它们本身需要结合到现场实景，而不像VR那样完全是另外建立的一个虚拟空间，因此我们可以想象一下，如果你在一个有着主题装修的或微影院之中进行AR或MR的混合虚拟现实模拟，将会带给你一种置身于电影场景中的真实体验。您的位置： >
&&&&&&& 虚拟现实技术是利用计算机技术，对现实的运动进行模拟和声像演示。在虚拟机过程中，操纵者可以身临其境地感觉到这个过程的运动情况，可以对设备进行操纵，可以查看生产过程、实验过程、施工图过程、供应过程、物流过程等活动的各种技术参数的动态值，从而确认现实的系统是否有能力完成预定的任务和如何去完成，也可从中发现运动过程的缺陷和问题，予以改进。
　　随着物流的远程化和国际化，物流的流程跨越若干国家、若干种运输工具，客户根本没有可能对这个系统进行实地考查，客户在进行业务外包时，又不能只听一些情况介绍或者录像演示的过程做出最后的判断，在这种情况下，采用模拟现实个办法，客户可以直接进入计算机系统虚拟的世界，对关键环节。操纵、演示，观察和分析有关过程的动态数据，以判定此项业务是否可以外包给这个系统;另一方面，第三方物流公司，也需要借助于模拟现实系统，来分系物流时间、物流成本等，以对是否可以接受客户的要求作出决策。
　　典型的虚拟现实系统有以下几部分组成：
　　1)效果发生器。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置，包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如头盔显示器、立体声耳机;还包括能测定视线方向和手指动作的输入装置，例如头部方位探测器和数据手套等
　　2)实景仿真器。实景仿真器是虚拟现实系统的核心部分，它实际上是计算机软硬件系统，包括的软件开发工具及配套硬件组成，其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。
　　3)应用系统。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分，它描述虚拟的具体内容，包括仿真动态逻辑、结构，以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系。
　　4)几何构造系统。它提供描述仿真对象物理属性，例如形状、外观、颜色、位置等信息，应用系统在生成虚拟世界时，需要这些信息。
　　虚拟现实(简称VR)，又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的&身临其境&的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。
　　VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站，但近来基于Intel奔腾Ⅲ(Ⅳ代)代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异，有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求，但近年来，虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。
　　虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说，按最早提出虚拟现实概念的学者J.Laniar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着&用电子计算机合成的人工世界&。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。生成虚拟现实需要解决以下三个主要问题：
　　①以假乱真的存在技术。即，怎样合成对观察者的感官器官来说与实际存在相一致的输入信息，也就是如何可以产生与现实环境一样的视觉，触觉，嗅觉等。
　　②相互作用。观察者怎样积极和能动地操作虚拟现实，以实现不同的视点景象和更高层次的感觉信息。实际上也就是怎么可以看得更像，听得更真等等。
　　③自律性现实。感觉者如何在不意识到自己动作、行为的条件下得到栩栩如生的现实感。在这里，观察者、传感器、计算机仿真系统与显示系统构成了一个相互作用的闭环流程。
　　虚拟现实是多种技术的综合，其关键技术和研究内容包括以下几个方面：
　　1、环境建模技术
　　即虚拟环境的建立，目的是获取实际三维环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。
　　2、立体声合成和立体显示技术
　　在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性，同时在复杂的场景中实时生成立体图形。
　　3、触觉反馈技术
　　在虚拟现实系统中让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力，从而产生身临其境的感觉。
　　4、交互技术
　　虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段。
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( 发表人：爱电路 )
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虚拟现实技术即将到来 对于人类而言是好还是坏？
Financial Times登了一篇有趣的文章，庆祝正在进行的虚拟现实行业的发展。芯片制造商AMD的副总裁Roy Taylor说：“虚拟现实正在以一种你不能相信的规模和势头发展着，各大学正在向它注入数百万美元的资金。我觉得你的文章不够深入。真的，这将改变一切。”这篇文章的作者Jonathan Margolis写了他试用最新Oculus Rift虚拟现实头戴设备的经历。“它比我在4月所描述的虚拟现实镜头震惊几倍。它不仅仅是虚拟现实，它还相当于……现实。”从现实的角度看，该文章的侧边栏提示一种发展可以多么有革命性：“由于虚拟现实和增强现实，经济问题可以用“Matrix”的方式解决：即为更美好的生活冗余渲染搜索。”这引出了一些有趣的问题：1、如果相当一部分人类决定现实是不值得的，他们宁愿在虚拟世界中度过大部分时间，会怎样？2、虚拟现实的心理影响将会是什么？用户会不会在操作一个虚拟世界之后有了神的情结，然后发现很难重新进入现实？3、谁运营“Matrix”？4、那些选择不玩的人呢？奇怪的是，那些选择留在现实中的卢德分子会不会最终控制那些活在虚拟世界中的人？真的，当它涉及到提问虚拟现实的影响，这些只是冰山一角。Christopher Lasch在Culture of Narcissism中写到，他看到随着第二十世纪娱乐的兴起人类心理的变化。他的话对于任何关于虚拟现实及其走向的讨论似乎都有先见之明：“过度暴露在制造出来的幻想中能很快摧毁人们的表达能力。现实的幻象并没有像我们所期望的那样消除在加强的现实感之中，相反，对于现实是十分冷漠的。很奇怪的是，我们对现实的感觉似乎停留在我们进入上演的现实幻觉的愿意中。就算是对于该科技理性的理解，并且由此产生的给定的错觉 ，并不一定破坏我们将其作为现实的代表进行探索的能力。……但就算是对于幻想机制的完全冷漠揭示了对于现实每个方面的崩溃，在任何时候都依赖于自然和人工、现实和幻想之间的区别。这种冷漠泄露了对自身以外的任何事物感兴趣的能力的侵蚀。”我们将看到虚拟现实如何发展，人类如何回应。但如果过去和现在有任何迹象，Lasch很可能是对的。许多人会选择为有史以来最强大的自我崇拜方式放弃现实。
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技术科普：VR、AR、MR的区别
摘要: 近日， 获得谷歌5亿美元融资的技术公司Magic Leap在WSJD展会中放出了一段实录视频，引起不小骚动。如今，也有媒体称他们为MR公司，那么VR、AR、MR之间到底有什么区别呢。
近日，&获得谷歌5亿美元融资的技术公司Magic Leap在WSJD展会中放出了一段实录视频，引起不小骚动。如今，也有媒体称他们为MR公司，那么VR、AR、MR之间到底有什么区别呢。
VR、AR、MR定义：
(Virtual Reality，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。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，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
什么是增强现实？
增强现实（Augmented Reality，简称AR），也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
什么是混合现实？
混合现实（Mix reality，简称MR），既包括增强现实和增强虚拟，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动。系统通常采用三个主要特点：1. 它结合了虚拟和现实；2. 在虚拟的三维（3D注册）； 3. 实时运行。
VR和AR的区别：
简单来说，（VR），看到的场景和人物全是假的，是把你的意识代入一个虚拟的世界。增强现实（AR），看到的场景和人物一部分是真一部分是假，是把虚拟的信息带入到现实世界中。
VR设备：因为VR是纯虚拟场景，所以VR装备更多的是用于用户与虚拟场景的互动交互，更多的使用是：位置跟踪器、数据手套（5DT之类的）、动捕系统、数据头盔等等。
AR设备：由于AR是现实场景和虚拟场景的结合，所以基本都需要摄像头，在摄像头拍摄的画面基础上，结合虚拟画面进行展示和互动，比如GOOGLE GLASS这些（其实严格的来说，IPAD，手机这些带摄像头的只能产品，都可以用于AR，只要安装AR的软件就可以。）
类似于制作，创作出一个虚拟场景供人体验，其核心是graphics的各项技术的发挥。和我们接触最多的就是应用在上，可以说是传统娱乐设备的一个升级版，主要关注虚拟场景是否有良好的体验。而与真实场景是否相关，他们并不关心。VR设备往往是浸入式的，典型的设备就是oculus rift。
AR应用了很多computer vision的技术。AR设备强调复原人类的视觉的功能，比如自动去识别跟踪物体，而不是我手动去指出；自主跟踪并且对周围真实场景进行3D建模，而不是我打开Maya照着场景做一个极为相似的。典型的AR设备就是普通移动端手机，升级版如Google Project Tango。
VR、AR、MR公司及产品
VR设备代表：Oculus
AR设备代表：HoloLens
MR设备公司：Magic Leap（关于 Magic Leap 的产品，Rony Abovitz 将它描述为一款小巧的独立电脑，人们在公共场合使用也可以很舒服。此外，它还涉及视网膜投影技术。）
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