你还不知道的VR

纵观过去10年全球科技发展，除了云计算，没有任何一项技术能有虚拟现实技术(VirtualReality，简称 VR)这么高的市场热度。VR技术是指利用计算机模拟出一个三维的虚拟世界，并为用户提供视觉、听觉、触觉等感觉的模拟信号，给用户营造出一个身临其境的环境，并让用户能够随时毫无限制地观察这个虚拟世界，让用户认为或者能够说服自己的大脑自己正处于计算机模拟出来的世界。当用户有位置或者视线的移动时，计算机可以立即进行运算，将新视角观察到的影像传递给用户，这一过程被称作“渲染”。简而言之，VR技术是计算机图形、计算机仿真、人工智能、网络处理等学科的综合应用，也是现代科技前进的一个重要方向

虚拟现实的简单实现步骤

第一步，追踪。例如利用头盔式显示器追踪一个人在现实世界中的运动轨迹，当他(她)走动时，我们可以追踪到他(她)的位置，不断测量他(她)在物理世界中的运动轨迹

第二步，透视投影。这个词指的是重新绘制一个场景，并利用计算机图像将抽象信息从代码转化为有形的显示单元(如像素)

第三步，展示。当他(她)处于新位置时，我们可以改变他(她)眼中看到的信息，耳中听到的声音，有时候我们还会做出虚拟接触效果改变他(她)的手的位置，偶尔也会做出虚拟嗅觉。大脑的前部会告诉他(她)这不是真实的场景，而大脑后部却会说这是真的

就是这样的一个看似简单又平淡无奇的过程的人机信息交互技术，为什么能在如此短的时间内在全球暴红？支撑虚拟现实产业高速发展的核心逻辑是什么？

虚拟现实可以提供超越现实的体验

虚拟现实源于现实，高于现实。首先，虚拟现实技术成熟到一定程度后，用户可以通过相关设备体验到现实场景中不能或很难体验到的场景。其次，虚拟现实可以给用户带来更加清晰、强烈、真实的感官刺激。第三，虚拟现实可以让人们突破自己的心理底线，去尝试想做，却不敢做的事情。如体验因惧不敢去高达数十米的过山车，很多时候，恐惧并不是真的恐高，而是怕发生危险

虚拟现实是万物互联时代的杀手级应用

在全联接时代里，整个互联网就是一个巨大的虚拟现实操作系统，上面跑着各式各样的应用软件，有基于真实世界的软件，也有基到虚拟世界的软件。 两种软件独立存在，互不影响，又互相渗透，有所交叉。人可以与人互动，人也可以与机器互动，人可以在网络中获得真实信息，如购物。也可以获得虚拟体验，如 打游戏。事实上，现在的互联网也类似这种状态，只是在全联接下的虚拟现实时代里，这种感觉更为强烈。虚拟与现实之间的界线也更加模糊

虚拟现实是下一代互联网的第一入口

一个公认的结论是：虚拟现实很可能成为下一代互联网的最大流量入口。因为虚拟现实产品是软件、硬件的融合体，可以承载流量整合、软件分发、信息共享等所有入口级产品所需的功能。更重要的是，一个明显的趋势是：虚拟现实设备有可能成为用户登录互联网的第一终端。如果这一点成为现实，虚拟现实产品无疑会成为最 大的互联网入口。它会比门户网站、搜索引擎、社交网络更具爆发力，因为它集成了这一切！

那么虚拟现实现在发展状况如何呢，又有哪些值得我们去努力实现的呢？

当下形态：目前头盔和眼镜为主

如今可穿戴显示设备非常的流行，但是其仍旧停留在显示信息的概念上，和手机联动，或者拥有各种各样的感应器，都是帮助人们来了解自己和周遭的环境。而虚拟现实设备一开始的目的就不相同，其是让人们忽略周遭的世界，进入一个虚拟的环境，因而目前的虚拟设备都采用了头盔和眼镜的模式。这两种设备都是采用骗取眼睛的方式，从而影响人类大脑的判断，可以说这样的方式，是目前的科技水平所能实现的虚拟的顶级水平，如果采用其它触及神经的方式，可能会有很大的社会问题，对人类的身体也是一个极大的挑战，因此头盔搭载屏幕，将在很长的时间内，成为虚拟现实的孵化硬件

产品展现：脸书和三星都有关注

目前已经有了虚拟现实设备，Facebook旗下虚拟现实技术公司Oculus VR就致力于虚拟头盔的研发，其推出著名的OculusRift游戏头盔。这款产品可以提供沉浸式的游戏体验，虽然目前只用在游戏领域，但是未来有更大的潜力，其具有两个目镜，每个目镜的分辨率为640×800，双眼的视觉合并之后拥有1280×800的分辨率。最近三星最近也申请了GREAVR的商标，并且其积极与OculusVR合作，积极研发可以配合自己手机使用的虚拟设备

在硅谷圣克拉拉举行的2014年增强现实世博会(AugmentedWorldExpo)上，有30余家厂商展示了自己的虚拟现实设备，其几乎都是眼镜的模式，并且和安卓系统相融合，产品的同质化较为的严重，目前来看虚拟现实设备还处于起步的阶段，应用的环境较少，硬件支持也还不够。（附录Google出品的Tilt Brush视频）

存在问题：硬件支持还不够

虚拟现实设备目前的硬件支持还不够，军方设备一直在研究这种技术，最终的成品笨重昂贵，难以普及开来，其硬件的难点主要集中显示效果如何呈现上，如果采用投影，光源的问题是最大的阻碍，传统投影的采用的是汞灯光源，能耗大寿命短体积也不可控，肯定是不行，如果使用LED光源，则是无法提高亮度，使用激光的倒是理论上可行，但是目前人们对激光的开发还不够。如果采用屏幕的方式，OLED显示屏是一个好的选择，但是屏幕的体积，分辨率都是需要考量的问题，因目前来看硬件的阻碍，导致难以出现非常成熟的设备，硬件不成功反过来也会限制软件的发展，开发者的热情必然不会高涨

憧憬未来：不必担心超现实

虽然目前的硬件条件下，难以出现电影中那种成熟的设备。但是还是有不少的网友担心虚拟设备会影响未来人类的正常生活，导致人们分不清现实和虚幻的区别。其实虚拟现实的作用并不仅仅让用户进入“幻境”，其更多的是起到对现实增强的作用（后期将会着重介绍“增强现实”），其可以辅助人们对环境的认知，提供各种各样的数据。或者其只是提高游戏的体验，限制其可以应用的领域，假如未来虚拟现实真的可以达到以假乱真的地步的话

或许可以遐想，未来最终会像《黑客帝国》演绎那样，整个世界都是虚拟现实的情况，人们只是在一种设备中感受世界。虽然目前来看，这种技术还是天方夜谭，但是虚拟现实从来都不是一个梦，人们也正在朝着这个方向努力着。可以肯定的说：虚拟现实不是科幻，而是一个正在发生的未来！

附录：Google出品的Tilt Brush视频

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作者简介

       笔名楠方，百纳知识微信公众号平台特约编辑，从事半导体光电功能材料与器件的研究。

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