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虚拟现实技术:不只是一场游戏一场梦
2015年11月4日    评论:    分享:
    来源:中国科学报
    整理:李勤

    许多人并不十分了解虚拟现实技术真实的发展情况,一些人的观念仅局限在“魔镜”“头盔”“眼镜”等游戏或影音产品上。虚拟现实在现代科技领域中的应用不止于此。

  佩戴上虚拟现实的头盔,坐在配套的前后摇摆的转椅上,选定游乐园“摇摆大摆钟”模式后,眼前呈现的是极为真实的高空图像,甚至有强烈的失重感。日前,记者在2015未来科技峰会上与某品牌的虚拟现实头盔产品来了一次亲密接触。另一位参与体验的女生甚至惊叫连连,忙不迭“逃”下来。

  据市场研究公司Juniper Research预测,2020年之前,市场上硬件厂商的虚拟现实设备销量将达到3000万台,产生逾40亿美元的销售额。其发布的报告还称,2016年将是虚拟现实设备发展的元年。



  但是,在这个“元年”或许将要到来之时,许多人还并不十分了解虚拟现实技术真实的发展情况,一些人的观念仅局限在“魔镜”“头盔”“眼镜”等游戏或影音产品上。

  事实上,虚拟现实在现代科技领域中的应用不止于此。

  当虚幻成为“现实”

  大连有一个老火车站,由于地理位置不佳,当地政府想将其“搬”到新址,并重建一个一模一样的火车站,可是勘探设计人员花了半年时间也没能完成所有的测量工作。

  “而通过照相、扫描、点匀,把火车站的图形扫描下来还原成三维图像,只需要3个小时。”奥地利VRVIS虚拟现实可视计算研究中心大中国区首席代表、维尔科宝科技有限公司总裁刘中一曾在虚拟增强现实沙龙上说。


通过三维扫描测绘重建的建筑物

  在另一场虚拟现实增强现实、可视计算应用国际研讨会上,奥地利高新技术研究中心大中国区首席代表司良信则指出:计算机实时3D图形仿真及虚拟现实行业的核心技术在3D建模,关键技术是人机交互,而未来技术的切入点应基于大数据分析处理的智能化,产业应用上的侧重点将集中在漫游式全景展示、真实化交互展示、网络及移动终端展示等方面。

  他还预测,虚拟现实未来的研发领域将逐步扩充为可视计算技术的创新应用,特别是与物联网技术一同在各行业领域的创新应用。

  例如,虚拟现实可视计算技术在“互联网+”、智慧中国、大数据、灾害及应急决策管理系统虚拟仿真技术、城市规划、交通管理及公路、铁路规划上展现重要作用,而地理信息数据图像处理及其三维仿真技术、物体三维重构技术在未来3D互联网上将大有可为。

  未来,还可开展三维可视、人机交互虚拟现实增强现实等技术在航天装备产品设计、分析、制造、试验、运维等工程应用的关键技术研发,利用虚拟现实技术打造中国制造2025支撑技术平台,开展虚拟制造系统、虚拟车间和虚拟工厂的技术研发,开发三维可视、复杂大数据可视化的专业分析、合成、管理等工具或软件平台以及基于云服务平台、移动终端应用等关键技术。

  上述这些看似十分“虚幻”的前景实际并非遥不可及,而是已经“触手可及”。

  以防灾应用为例,2013年,距离维也纳40公里处的地区洪水灾情严重,但是因防洪墙有效可靠,洪水并没有给城市造成太大损失。后来,科学家利用虚拟现实和可视计算技术,建造了3D城市图像平台,设置不同的情境,模拟洪水以不同流速涌进城市,分析在哪些地区、设置何种高度的防洪墙可有效遏制洪水来袭,并可做到提前预警,疏散人群。

  你所不知道的工业应用

  面对工业应用,虚拟现实技术也展开了“怀抱”。

  基于虚拟现实增强现实技术开展的工业领域的数字展示服务,能够贯穿于整个生产制造环节,包括初期的市场研究、造型开发、工程开发以及市场开发阶段。

  造型开发阶段是虚拟现实主要的应用阶段之一,可以进行产品造型评审、产品造型多方案评估、产品配色方案等。在市场开发阶段,虚拟现实及相关技术主要用于产品投产前数字化产品的市场推广。

福特汽车采用虚拟现实技术进行产品验证和细节完善

  宜家早在2013年就推出了增强现实App,只要把产品手册放在想要摆放家具的位置,通过App扫描,就可以看到这件家居摆在自己家的样子。

  北京银景科技有限公司则是一家专注虚拟现实增强现实应用开发与系统继承的硬软件提供商。其业务人员曾介绍过,四大类型的企业已经采用了上述两大技术平台实现工业应用,如汽车类企业,东风、一汽、上汽、长安、上海通用、上海大众等;钢铁企业;飞机设计研究院以及一些科研院、军工单位等。

  例如,青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心就采用了相关系统,可实现主动立体成像技术,能让人们获得身临其境的感受。

  对汽车制造商而言,从市场调研到一辆车真正试装,须耗费两到三年时间,其中很大一部分时间花在汽车试制阶段。原始模型设计出来后,进行原件设计制造,然后进行试制装配。装配中发现问题后还要再返回设计部门进行设计修改。


诺思罗普•格鲁曼公司使用虚拟现实为美军设计新航母

  这个过程多次反复、周期很长,会遇到一些问题。比如,零件交给不同的部门制作,不能保证到达时间一致。某个零件出现问题,这个零件需要重新设计,重新制作样机。如果是比较复杂的模型,零件调换可能需要一个月的时间。

  “利用虚拟现实增强现实技术可在半成品车上叠加图像,做到虚实测量,通过测量设计的产品与实际样车之间的关系,极大缩减了研发时间,减少了物理样机制作次数,降低了成本。”上述业务人员介绍。

  回暖的市场

  虚拟现实在沉寂了20年后,其热浪又再次袭来。

  “从去年开始,全世界在虚拟现实、可视计算方面突然火暴起来。”刘中一对如今虚拟现实市场的火热程度有着切身感受。

  有人将其归因于微软、谷歌等巨头在虚拟现实技术上的大力投入,有人则认为这是互联网时代数据化、虚拟化的必然结果。不管原因为何,虚拟现实的火暴时代正在走来。一个显著的标志是,不断有创业者加入这场“游戏”。

  超凡视幻是今年3月份刚成立的一家专注虚拟现实内容制作的公司,在MDCC2015移动开发者大会间隙,超凡视幻CTO朱昱地告诉《中国科学报》记者:“不只是中国,甚至可以说是全球,虚拟现实内容都极其稀缺,需要特别多的内容填补。哪怕现在已经比较成熟的游戏市场,也还会有越来越多的人加入到虚拟现实内容制作中来。”

  “到明年,大朋VR、Oculus、Sony等全球几大厂商都会推出消费级别的产品,整个行业将进入暴发期,大朋VR目前的游戏、影视内容平台上的作品已经非常丰富,我们为即将到来的爆发期作好了准备。”大朋VR创始人兼CEO陈朝阳对《中国科学报》记者表示。

  这家同时注重虚拟现实硬件与内容的企业的野心不止于此,“致力于打造虚拟现实生态圈,在内容上并不会局限于某个领域”是陈朝阳给出的答案。大朋VR为了培育更多优质内容,还在9月份举办了国内首届百万招募VR人的游戏大赛。

  “只有行业变大、变强,在行业中生存的企业才会更大、更强,我们帮大家,就是帮自己。”陈朝阳说。朱昱地也给出了类似的回答:“欢迎越来越多的巨头加入到其中,哪怕要收购也没有关系,这样才能推动虚拟现实进一步发展。”

  资料链接

  虚拟现实增强现实

  虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,使用户沉浸到该环境中。

  虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设计等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。

  增强现实(AR)是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间、空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息、声音、味道、触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。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。

标签:虚拟现实
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