虚拟现实（共12篇）
虚拟现实 篇1
摘要：动画产业的发展受到动画技术的直接作用, 随着近年来动画产业信息科技特征的逐渐强化, 人们逐渐认识到现代动画信息传输单向性问题, 缺少动画与受众群的有效互动已经成为制约现代动画产业发展的重要因素, 所以动画产业相关企业尝试将虚拟现实技术应用到动画艺术创作过程中, 提升动画艺术的交互性、浸没感和构想性。本文为对虚拟现实对动画产业发展的推动作用产生更加全面的认识, 对虚拟现实对动画产业的影响和虚拟现实的前景两方面展开研究。
关键词：虚拟现实,动画产业,影响及前景
虚拟现实又称为VR、灵境技术等, 其主要是利用硬件和软件对模拟世界进行创建和体验的计算机系统, 作为一种特殊的成像媒介方式, 其可以使人切实感受到精神世界中才可能存在的体验, 将虚拟现实应用到动画产业中, 对动画创作主体、动画创作方法、动画作品和受众群体等方面都会产生重要影响。
一、虚拟现实对动画产业的影响
1、虚拟现实对动画产业创作主体的影响
首先, 有效的拓宽了动画产业创作主体的感知感觉;虚拟现实的作用决定, 其能够使动画创作主体感受到现实世界中不存在的空间, 在虚无缥缈的空间内体会创作动画的细节, 甚至可以与虚拟世界中的受众进行直接的互动, 充分挖掘动画创作中容易与受众引起共鸣的内容和主题, 虚拟现实是对人类主观能动性的一种有效利用, 其超乎现实的感觉感知, 为创作主体提供广阔的自由发挥的空间, 创作者在感受客观世界不存在的事物的同时可以主观创造世界不存在的事物, 并自行其感知这些食物的性能, 使创作元素得到不断的丰富[1]。
其次, 强化了动画产业创作主体对美的认识;虚拟现实这种艺术形式已经突破传统艺术展示的范围, 更强调与受众的互动和交流, 创造主体在对其利用的过程中追求充分表达个人的思想、观点, 在取悦受众群体的同时尽可能使其了解创作主体的意思, 进而实现创作主体与受众群体之间的情感共鸣, 在不断探索的过程中创作主体对美的认识将不断全面。
再次, 扩大了创作主体的想象空间, 在虚拟现实中创作主体的创作形式不再限定于绘制人物、改写剧本、电脑上色等, 其更注重创作主体的体验, 主题在体验的过程中可以不断的发现问题, 解决问题, 进而使创作想象空间不断扩大, 使其既满足受众群体的普遍要求, 又能够在自身的故事框架中发展。
2、虚拟现实对动画产业创作方法的影响
虚拟现实对动画产业创作方法的影响主要表现在剧本创作、动画镜头和动画角色塑造三个方面, 在虚拟现实中创作主体天马行空的想象通过文字进行呈现, 使创作主体想象空间内的事物展现给观众, 例如“龙猫”这种憨态可掬深受观众喜爱的形象, 就是创作主体将猫和其他想想又结合的产物;另外剧本中人物的形象和性格更加富有吸引力[2]。例如《功夫熊猫》中的阿波其最初使沉迷于市井之中的小人物, 所以其说话的时候市井气息浓重, 如“退出, 不退出, 做面条, 不做面条”, 而龟仙人的身份决定其说话要总是富有哲理, 性格上的变化在虚拟现实中可以任由创作主体主观发挥, 而真人表演可能会受到一定的限制。而动画方面, 动画的失控表现、时空空间转化、长镜头方式等方面也受到一定的影响;除此之外, 在动画角色造型方面越来越追求逼真和奇幻, 例如《僵尸新娘》中可爱美丽、不是很惊悚恐怖的新娘;《最终幻想》中超现实的情景设计等。
3、虚拟现实对动画产业作品和受众群体的影响
1) 虚拟现实对动画产业作品的影响
首先, 使动画作品的沉浸性更加突出, 例如现阶段动画影视尝试建立的4D、5D体验项目, 就是虚拟现实基础被动式沉浸体验的具体形式, 通过对相应片段编写数据进行控制, 利用与之相配套的基础设备, 使受众群体在观看动画作品的同时沉浸在动画作品创造的氛围中[3]。
其次, 强化动画作品的互动性, 虚拟现实突破传统受众群体被动接受信息的形式, 而是将受众带到动画世界中去体验, 例如虚拟现实中的互动地面投影, 受众在经过的时候不仅投影中的水面会发生变动, 而且水面上的荷叶, 水中的鱼儿也会对受众的动作发生互动, 这就是动画作品互动性增强的一种表现。
2) 虚拟现实对动画产业受众群体的影响
首先, 虚拟现实使受众群体突破客观束缚, 可以在体验的过程中结合自身兴趣主动对动画世界中的存在进行观察、认知甚至思考, 使其在动画欣赏中独立性逐渐突显, 受众群体的角色发生了明显的改变。
其次虚拟现实艺术作品中的事物虽然是数字信息的成果, 并不是现实世界中由分子构成的客观存在, 但其却可以给受众群体真实性的体验, 例如在虚拟现实中创建一扇窗, 虽然其在现实世界并不存在, 但在虚拟世界中受众可从任何角度对其进行操作, 人们在潜意识中会形成对动画作品的真实性肯定。
二、虚拟现实的前景
现阶段对虚拟现实的利用只是通过屏幕显示或立体显示完成最初级的虚拟体验, 而其具有的其它感官功能并未得到有效的应用, 如声音系统、触觉系统等, 这些功能又被称为立场反馈, 除此之外虚拟现实还具有远程通信系统, 参与者可利用传统输入设备或其他输入设备, 如3D扫描仪、触控手套等, 实现虚拟环境模拟和或虚拟人物的互动, 例如进行飞行员驾驶模拟, 参与VR游戏互动等。虚拟现实使现代信息科技的重要成果, 其利用人机界面实现对复杂数据的可视化操作、是一种新型的互动式艺术语言, 使人类的思维与科学及时更有效的融合, 进而产生全新的认知体验, 实现了构建作品和参与者之间的对话, 进而使创作意义逐步生成、实现。现阶段其被广泛的应用于产品设计、远程教育、建筑设计漫游、科学计算可视化等领域, 未来随着其逐渐深化, 其在建筑设计、城市规划、虚拟现实作战指挥、虚拟现实影视艺术等更广阔的范围内将得到有效的应用, 可见其发展前景广阔。
三、结论
通过上述分析可以发现, 随着动画产业的不断发展, 人们逐渐认识到单向信息传播的动画产业并不能满足受众群体参与性、体验性的需求, 所以在虚拟现实技术深化的过程中, 动画产业尝试将其应用到动画创作过程中, 实践证明其对动画产业的影响较大, 而且随着未来的深化发展, 影响的范围和深度都将进一步深化。
参考文献
[1]刘庆科.论虚拟现实对动画艺术创作的影响[D].石家庄:河北师范大学, 2013.
[2]张可.现实主义动画创作论析[D].北京:中国传媒大学, 2008.
[3]王珏.论虚拟现实对动画艺术创作的影响[J].艺术科技, 2015, 05:62.
虚拟现实 篇2
随着人们的食指快速地在键盘上跳动，一串串字符通过那根细细的网线，快速地飘向那遥远的另一个空间；同时，也是通过这条细细的网线，传来了那些空间的问候，或殷勤，或热烈。
当人们走进聊天室的那一刻，人们把这里当成了自己的最后的也最安全、温馨的避风港。因为人们在交流和友情中得到了关爱，得到了温暖，得到了进步。这是人类感情最美好的一面。然而，大千世界纷繁复杂，邪恶往往会披着美好的外衣出现，这就需要我们去判断，去选择。
当你学习了一整天，想要放松的时候，你可以在网络上玩一些游戏，抛开文具盒，摆脱一切压力，全身心投入到网络中去，无忧无虑，轻检自在，不亦乐乎。
当你在学习中遇到困难时，你可以在网络上寻求解决，并且可以从中得到一些意想不到的收获，让你在不知不觉中获得一些你平时没有学到过的知识，回味无穷。
虽然在网络上我们可以得到许多的益处，但是网络也有不利于我们的一面。在某一校园的周围开了一间网吧，有些同学在好奇心的驱使下，走进了网吧，从此便把现实中得不到的寄托到游戏中，在网络游戏中尽情的疯狂，争做游戏中的No1，也是网络游戏提供了这种现实中的成就感，从此一发不可收拾，以致一些学生没钱上网而做出一些违法犯罪的事情。而且对学生的学习成绩影响较大，因为心根本不在学习上，学生们的成绩直线下降，到了最后，后悔时，已经来不及了。虚拟终究是虚拟的，现实终究还是那么的现实，那些在虚拟中的强人，走出了网络便什么都不是，始终还是两手空空，一无所有。因此很多看似美丽的东西却是可望而不可及的，现实才是真谛!
那么，网络是蛋糕还是陷阱呢？这似乎是人类永远讨论的话题。品尝过蛋糕的人，永远认为网络是那么的美好；踩进过陷阱的痛苦的人，永远认为网络是那么的格格不入。网络是建立友情的桥梁，也是摧毁友情的桥梁，它曾经扼杀过无数青少年的纯真心灵，可有拯救了无数青少年脆弱的心灵。所以网络像是一张蜘蛛网密集、连接有条理、美丽而且坚固，但是看似坚不可摧，实际上是漏洞百出的囚笼。
虚拟现实离现实有多远 篇3
VR受股市追捧
中国股市再一次敏感地捕捉到国际市场动向，在春节过后股市并不比去年下半年表现出太大起色的时候，VR领域的上市公司却依然表现活跃。
据不完全统计显示，在A股市场VR板块的66家上市公司中，已经有42家公司公布业绩快报，其中28家保持增长。其实早在2015年年末，国内不少科技公司就开始驻足虚拟现实技术。A股中的乐视网、大恒科技等已经推出了虚拟现实产品，与此同时，通讯、优酷、联想等也开始关注这一技术。有观点认为，中国的虚拟现实从业者已经“潜伏”很久，早就在等待这个市场领域从专业走向大众、从冷冰冰的实验室走向接地气的柜台。
或许是众多高科技从业者终于可以拿出产品面向广大受众，或许是中国股市在坎坷大半年之后总算看到令人兴奋的新增长点，虚拟现实产品的出现在带给股市活力的同时，也不禁令人疑惑：为什么它就这样火起来了呢？
面对《经济》记者的疑问，长江证券首席分析师王建表示，VR目前的表现，不仅是宏观上中国经济转型的结果，也是微观市场中资金布局的必然。
“越来越多的人已经认识到，中国经济现在处于必须转型的阶段。十八大换届选举的时候，这个观点就已经很明确了。转方式、调结构，去产能、去库存、去杠杆，这是以后中国经济产业结构改革需要贯彻到方方面面的指导思想”，王建这样说。
在此背景下，一些以科技创新和科技进步为代表的高科技行业或新兴产业会代替传统制造业的优势，而高污染高能耗企业也随之被淘汰。显然，虚拟现实作为高科技产业的一个分支，有太多机会脱颖而出，“目前我们看到的就是这种机会落实的结果”。
王建认为，产业换代升级必然带来新兴产业的走红与发展。曾经，日本在20世纪70年代末进入工业化的中后期，通过10年左右时间奠定其汽车和家电等先进制造业在全球市场的影响力。如今，中国也处于类似阶段，按部就班推进改革的过程中出现虚拟现实产业受股市追捧的情况，并不意外。
此外，高科技往往轻资产化，信贷风险低，产业升级快，直接融资比例高，股市中出现上市公司抢占市场的现象也合情合理。“如今的高科技产业与传统企业的很大不同，就是不需要几十年的成长期，类似Facebook或Google这样的全球领袖企业，在资本市场的帮助下，八九年就能成长起来，裂变期比较短暂”，王建这样解释。显然，虚拟现实产业目前的发展阶段也容易引发股市关注。
用产品占地盘
关于虚拟现实的定义，不管是科技类书籍还是网络百科，给出的专业术语都很复杂，对于不具备专业知识的大众来说不好理解。但是在职业经理人闫展逸看来，虚拟现实技术就是利用计算机创造一个虚拟空间，通过佩戴设施为用户提供可以完全沉浸其中的虚拟合成环境，避免真实环境的干扰。“利用双目视觉原理，虚拟世界在眼镜中是3D立体的。”
他告诉《经济》记者，目前比较普遍的产品就是VR头盔和VR眼镜。前者比较有名的是被Facebook收购的Oculus公司。Oculus打造的VR眼镜可以展示软件构建的虚拟场景，能够让用户在虚拟世界中玩游戏、坐过山车、看电影等。至于VR眼镜，多为头戴式手机框，可将智能手机放入并分屏显示，产生类似VR头盔的效果，比如三星的Gear VR。
不管是中国的股市还是西班牙的MWC都说明国内外企业已开始抢占VR市场先机了，而用产品说话应该是最直接有效的手段了。刚刚在此次会展上亮相的宏达国际电子股份有限公司（即HTC）推出的HTC Vive，2月29日晚在中国开售，10分钟内就售出15000多个，而Google的Tilt Brush据报道也受到很多消费者的喜爱。乍看上去，VR产品不仅在股市风光一回，还牢牢抓住了消费者的心。然而，《经济》记者接触的一些长期关注VR技术的玩家或专业人士却另有看法。
中国虚拟现实第一门户网站—VR村的社区中，许多玩家在HTC Vive发布第一时间就发起热烈讨论。一些玩家指出，该产品价位太高，在中国大陆定价为6888元，大大超出预期，表示“我想说跟我没关系了”、“太贵啦”等。一边是商家说一抢而空，一边是消费者抱怨价格超高，岂不是矛盾了？
“其实很正常，中国那么多消费者，卖出15000个产品一点也不多。而动不动几千的价格，确实比较高，毕竟这种产品的设计初衷是面对广大普通消费者的，但是当前的价格，如果不是发烧友或者收入较高的人群，一般会放弃购买”，北京康拓红外线技术股份有限公司技术工程师王洪志这样解释。
的确，至少目前看，VR广为人知的应用领域是游戏、电影等娱乐项目，而这些产业显然以大众消费为基础，过高的价格不利于产品销售。但是王洪志同时指出，推出产品的公司也没有更好的办法，因为VR技术的入门费极高。
“VR属于三维技术，对硬件设施的要求很高，除了极个别的产品可以脱离个人电脑，很多VR头盔或眼镜需要连接手机、电脑才可以使用。这就意味着，一方面，开发商需要投入很多资金，产品价格短时间难降低，另一方面，即便消费者购买了VR产品，也不一定可以立刻使用，可能还需额外升级电脑系统甚至更换。”
抢占市场总难一帆风顺，但上述并非虚拟现实技术在市场发展中的全部问题。王洪志告诉《经济》记者，许多商家希望把产品早早投入市场，也希望能够拿到第一手的用户体验资料。这样一来，一些前沿用户无异于小白鼠，尤其在VR产品还不那么成熟的时候。
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技术缺陷很关键
早在MWC开幕之前，就有消息声称VR技术已经被视为当前全球科技界公认的一大“风口”，甚至有专家预测，2016年将成为国内虚拟现实产业爆发之元年。
实际上，早在1989年，虚拟现实就形成了初步理论基础，算得上80后了。但其最近的火爆，要归功于2014年Facebook以20亿美元收购了虚拟现实头盔厂商Oculus。此次收购，被业界公认为推动虚拟现实技术从行业应用进入消费者市场、加速VR概念落地的里程碑事件。当然，今年以来，代表着全球VR前沿技术的重磅级产品——Oculus、索尼和HTC的VR设备陆续上市，也让公众更加相信VR市场定将前途无量。
果真如此吗？
从业十年有余的北京动态时空科技有限公司董事长兼总经理杨应博士在听到“爆发”一词后，笑着表示，若说2016年是虚拟技术的元年，还可以接受，“毕竟，它处在从理论走向实践的阶段，是一个新兴产业”，但提到“爆发”，他却摇了摇头。
杨应告诉记者，短时间内，VR产品既无法创造性地改变人们生活，也不会对社会产生太大影响，总结为“爆发”实在有些夸张，而目前国内参与VR技术的公司，甚至很少有开始挣钱的，大家都还在或投资、或观望呢。
此外，网络上很少有人提及用户体验反馈。杨应向记者透露，但凡亲身体验过VR头盔或眼镜的，都知道这种产品目前的舒适度比较差，“我自己曾经佩戴过一款头盔，连十分钟都超不过，就会头晕恶心”。
对此，王洪志指出，有些技术人员会认为，VR产品造成的不舒适是因为其画面帧率低，但实际上是因为当前VR产品不能完全模拟出人类眼睛在现实中的识别功效。“我们的眼睛观察事物，有远近区别，当我们看向远处，近处的景色会模糊，反之亦然。但是，VR呈现给人的场景，无论哪个角落都很清晰，无形中为眼睛增加不少负担”。
此外，虚拟现实产品还面临其他难题，比如无法制作时间长的视频或电影，将多维多角度的画面同时呈现给用户的技术也面临挑战。类比智能手机的成功，VR产品目前也尚未拥有类似前者那样广泛且高效的应用平台。
投资机构多观望
在国际巨头大举进军VR领域时，国内企业也不甘落后，百度借视频百度进军虚拟现实领域，阿里巴巴则砸下52亿元人民币的重金投资Magic Leap（美国一家科技企业），腾讯也披露了一系列Tencent VR项目的进展，包括此前已开发了移动版本的VR设备和带有传感器系统交互的手机壳方案等。
看上去，虚拟现实不仅在二级市场大出风头，连国内互联网三巨头也被其吸引过去，只是在从不缺乏炒作题材的市场中，投资者最为关注的莫过于爆炒过后，会开出满树银花还是会留下一地鸡毛。
《经济》记者整理发现，国内当前对VR投资比较活跃的风险投资机构并不多，除和君资本、九合投资和纪源资本等，很多还处于观望状态。而其他已经出手的也多为天使轮或Pre-a轮，融资效果比起A、B轮差很多，原因就在于很多人还看不懂VR。
红京鸟力维（北京）科技有限公司创始人冀农本告诉《经济》记者，很多人还以为VR产品就是一种新型眼镜。他说：“有些风险投资机构是根本不懂，还有一些尽管给出投资，也只是跟风，没有下大成本”。这很正常，对项目不具备技术识别能力的时候，也很难看出它的回报率，而这些对风投机构都极其重要。综合起来，它们暂不出手也理所当然。
但是，任何高科技产业的大发展或者真正杀手级别的应用，都需要大笔投资推动。冀农本向记者透露，目前自己的公司得到的投资也基本是0，虽然维持公司运营没问题，但想要突飞猛进也难。而面对投资现状的不温不火和网上火爆推广之间的矛盾，他很坦诚地说：“有人想要在这个领域趁机赚钱，那么一定会有推手和相关媒体来做宣传，利益牵扯从来如此，国内很多产业都有相似的经历”。
也许，“股市有风险，投资需谨慎”可以换成“VR有风险，投资需谨慎”。毕竟，就连在MWC上力挺VR的Facebook创始人马克·扎克伯格在单独接受媒体采访时也表示，虚拟现实技术的市场化还需要很长一段路要走。扎克伯格说：“老实说，我不清楚虚拟现实技术需要多长时间才能大规模普及，可能是5年，也可能是10年，甚至是15年或20年，我认为至少需要10年。”而接受《经济》记者采访的全部专业人士都认为，VR产品走向成熟至少需要三五年，而绝大多数抢滩的企业都会在过程中遭到淘汰。
黄金产品既是投资品，也是文化消费品，是文化传承、融合、创新的载体。与“一带一路”沿线国家合作发展黄金产业，符合国家“一带一路”战略文化先行的要求，可以成为“一带一路”上联通民心、夯牢社会根基的重要抓手。我国黄金行业应与国内外朋友在更大范围、更宽领域、更高层次上携手并进、互利共赢。
虚拟现实 篇4
一、VR (Virtual Reality) , 虚拟现实
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向, 是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合, 是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。VR主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。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。自然技能是指人的头部转动, 眼睛、手势, 或其他人体行为动作, 由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据, 并对用户的输入做出实时响应, 分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
二、AR (Augmented Reality) , 增加现实
增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的, 通过科学技术模拟仿真, 生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境, 运用各种传感设备使用户“沉浸”在该环境中, 将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中, 实现用户和环境直接进行自然交互, 使计算机系统提供的信息与用户对现实世界的感知结合起来, 从而实现对现实的“增强”, 是一种全新的人机交互技术, 具有虚实结合、实时交互的特点。这项技术有数百种可能的应用, 其中游戏和娱乐是最显而易见的应用领域。
维修和建设——增强现实可以将标记器连接到人们正在施工的特定物体上, 然后增强现实系统可以在它上面描绘出图像。
军事——军队数十年来一直在设计使用增强现实, 增强现实系统可以为军队提供关于周边环境的重要信息, 如显示建筑物另一侧的入口, 这有点像X射线视觉。增强现实显示器还能突出显示军队的移动, 让士兵可以转移到敌人看不到的地方。
即时信息——旅行者和学生可以使用这些系统了解有关特定历史事件的更多信息。想象自己行走在美国内战的战场上, 并且可以在头戴式增强现实显示器上看到重现的历史事件。它将使您沉浸在历史事件中, 有身临其境之感, 而且视角将是全景的。
三、VR与AR的区别
由于动画渲染技术可以把人类的一切想象展现出来, 所以在应用方向上, VR更趋于虚幻和感性, 更容易应用于娱乐方向 (为了更好地达到这一目的, VR强调存在感或称临场感) 。而基于光学+3D重构的技术主要是对真实世界的重现, 所以AR更趋于现实和理性, 更容易应用于比较严肃的方向, 如工作和培训 (为了更好地达到这一目的, AR强调真实与虚拟的融合) 。但这并不意味着VR不适用于培训。VR能够给培训带来更多元素, 如对天灾人祸、重大事故的模拟, 而AR则更多应用于常规培训, 戴上VR头盔, 更容易让用户进入角色。
四、MR (Mix Reality) , 混合现实
混合现实技术 (MR) 是虚拟现实技术的进一步发展, 该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息, 在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路, 以增强用户体验的真实感。本报告首先介绍混合现实技术的内涵和存在的技术挑战, 然后介绍我们在混合现实技术方面的研究进展, 包括虚拟环境的高效构建、现实环境空间结构的恢复、虚实环境的自然融合以及混合现实支撑软件平台等, 最后展望下一步的工作。
五、VR、AR、MR应用于出版
将VR与AR、MR应用于教学类出版物, 可以为读者及学生创造一种体验和沉浸的学习环境, 达到知识建构的目的。它不仅可以表达纸质平面难以表达的状态 (如立体与动画) , 还能增加纸媒的娱乐性和互动性, 是对主流教学形式的丰富和补充, 为教学形式的多样化提供了更多可能。大大减少纸媒的内容, 缩小篇幅, 降低印刷成本, 提高产品附加值。用户将不再需要光盘这类载体, 只需移动终端即可实现跨媒体阅读。将教育、科技类资源应用增强现实技术来出版, 实现在移动互联环境下, 将云计算、物联网、感知技术、流媒体等技术集大成, 实现跨媒体阅读。用户只需用在移动终端扫描纸质图书的图片, 即能在移动终端上显示纸书上没有的3D影像、音频、视频等拓展内容, 这就大大减少了纸媒的内容, 缩小了篇幅, 降低了印刷成本, 也就提高了产品附加值。
将VR与AR、MR应用于教学出版物, 是推进我国教育信息化的组成部分, 对于促进基础教育课程改革, 实现教育又好又快发展具有积极意义。VR与AR在教学上的应用对于教育领域中实现技术开发与实践都具有重要的现实意义, 对于教育教学政策制定、政策实施具有重要的借鉴意义, 也是落实《基础教育课程改革纲要》中提出的“逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革”的具体实践。
摘要：当你看到一个人戴着头盔突然毫无征兆地左闪右避时, 当你看到一个人手里明明没有东西, 却做挥舞状, 好像还因为打中了什么而欢呼雀跃时, 你可能会奇怪他们在干什么。你相信吗, 一个普通的手机会因为一张普通的纸而掉出一个会和你说话的泰迪熊来, 一面原本白花花的墙会因为一个移动设备而变成声像俱佳的海底世界。这一切都得益于VR (虚拟现实) 、AR (增强现实) 与MR (混合现实) 。
关键词：虚拟现实,增强现实,混合现实,数字出版
参考文献
[1]陈向东, 蒋中望.增强现实教育游戏的应用[J].远程教育杂志, 2012 (10) :68-73.
虚拟现实技术概论教案 篇5
教学目标
1. 了解虚拟现实技术的定义。
2. 了解虚拟现实技术的特性。
3. 了解虚拟现实技术的分类。
学习引导
虚拟现实是一个在当今国际上备受关注的课题。如果真正实现了虚拟现实，那么整个人类的生活与发展将会发生很大的变革。我们可以设想这样一个情景：当你戴上特制的头盔与手套后，你就发现自己已置身于一家博物馆中，当你看见一件精美的展品时，你甚至可以从上而下、由里至外仔细地观摩……这就是虚拟现实技术给你带来的一切--近乎完美的真实感觉。
长期以来，人们对真实地再现现实场景有各种想法，然而许多人对虚拟现实这一概念十分模糊，认为只要能够提供三维立体感觉的.系统就叫做虚拟现实系统。其实这是不确切的，按照当今国际上流行的定义，一个真正实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素。
(1)能够给用户以三维立体的虚拟环境。
(2)应当给使用者第一人称的感觉，并有实时任意活动的自由。
(3)用户能够通过一些控制装置实时地操纵和改变用户所进入的虚拟环境。
在现实生活中，我们观察到的都是有景深、有立体感的三维世界，因此要做到完全模拟现实，仅仅靠简单的二维平面图形是不够的，只有用三维系统才能真正模拟三维世界，给用户一种身临其境的感觉。
在实现三维场景后，用户在虚拟场景中要有第一人称的感觉，即能体会到一种与现实世界一样的感觉，能够把视点移到所构造成的三维场景中的任何一点，就像在真实世界中可以随意前进、后退、转弯、蹲下、跳起以得到不同的视角，能够实现在现实中做到的一切动作，并能实时操纵虚拟场景的物体和改变虚拟境界。
比如，打印一封信的操作流程为：首先，打开计算机的电源，进入所需要的编辑环境;然后从键盘输入信的内容;最后用打印机将它打印出来。在这个过程中，我们一直在对不同物体--开关、键盘、显示器、打印机等进行操作，并使它们不断地改变动作。这是我们在实际生活中的典型事例。同样的，在一个真正的虚拟现实系统中，我们也必须具备相同的能力。
虚拟现实井喷 篇6
随着光学、微电子、图像、计算机和人工智能等技术的不断进步，以及VR（虚拟现实技术）消费级产品的不断问世，VR正在全球范围内掀起一轮新的科技和投资热潮。在4月开幕的2016年汉诺威工业博览会上，德国总理默克尔、美国总统奥巴马还专门体验了一把VR眼镜。这更加让VR红得发紫。
虚拟现实技术的应用非常广泛，除了游戏、影视、旅游领域，无论是工业设计生产、建筑设计、医疗、教育甚至是防灾演练、国防军事、成人娱乐领域，都有虚拟现实技术的身影。比如在汽车制造业中，虚拟现实技术就已经在设计研发、零部件制造、组装甚至是销售环节都有所运用。日本将虚拟现实技术应用于防海啸灾害演练。
5月9日，由中国光学工程学会主办的“2016虚拟现实技术创新及产业发展大会”在北京国家会议中心举行，工信部软件与集成电路促控中心、云计算研究中心主任杨东日在致辞中表示，未来VR将对影视、医疗、教育等方面产生众多重要的影响。为了抢夺未来全球VR生态发展的制高点，我们要加快提升技术创新，尤其是核心关键技术和产品研发能力。
大会主席、北京航空航天大学赵沁平院士认为，虚拟现实是一项可能的颠覆性技术，是未来互联网的入口和交互环境。对中国来说，虚拟现实具有巨大的发展潜力与空间，是一个非常好的契机，能让我们有机会在虚拟现实技术领域走在世界的前沿。
2016年被称作“VR元年”，虚拟现实技术正在打开一扇崭新的世界，我们的文化娱乐、生活方式、产业服务模式和竞争格局都可能被深刻改变。但需要注意的是，虚拟现实技术毕竟还处于早期阶段，内容稀缺，并存在画面延迟、畸变等问题，以及由此带来的晕眩都会在消费者眼中被放大。高盛报告认为，虚拟现实技术大发展需要更多应用软件、出货量达到一定水平以及硬件价格持续下降三个条件。
资本蜂拥而入
中国VR产业在高速发展。艾媒咨询数据显示，2015年我国VR行业的市场规模为15.4亿元，今年预计将达到56.6亿元，而2020年国内VR市场规模预计将超过550亿元。高盛报告预计，2025年全球VR、AR的硬件和软件营收规模将达1820亿美元。
在经济下行压力、传统行业产能过剩的背景下，巨大的掘金机会让各方资本亢奋不已，纷纷撸起袖子涌入VR行业。
2013年成立的VR平台公司87870宣布与钧源资本合作，发起设立20亿元规模的VR专项股权投资基金，基金已在3月中旬完成签约。这只基金将用于VR早期项目的投资和孵化，对钧源来说，为长期发展VR业务做准备，对87870而言，则是实现VR生态圈的基础之一。
具体业务上，基金将具体投资三大方向：VR硬件、VR应用内容和VR工具，其中包括建立一个VR专属孵化器、项目投资、VR内容分发、VR硬件商城和线下体验店、VR主题公园等。
4月19日，国内VR团队Pico（北京小鸟看看科技有限公司）发布了全球首款搭载骁龙820的VR一体机Pico Neo开发者版，并宣布将联合产业基金对VR上下游产业的投入超过10亿元。
渴望重新崛起的HTC将赌注押在了VR身上。4月26日，HTC Vive在北京开了发布会，宣布中国区发展战略，HTC董事长王雪红为虚拟现实站台。HTC VIVE是国内发售的首款高端虚拟现实产品。王雪红称，今年是VR元年，虚拟现实离现实正越来越近。HTC正在虚拟现实领域全力投入。王雪红宣布，HTC VIVE将推出全球加速器计划，最先在北京、台北、旧金山设立加速器，投入一亿美元的资金培植VR产业和生态企业的发展。
此外，HTC VIVE中国区总经理汪丛青在会上称，虚拟现实设备销量会在4年后超过手机，未来这一市场会超过1100亿美元。
AMD CEO苏姿丰表示，愿意与HTC和所有开发者合作，相信VR将会改变时代和生活。作为高端显卡制造商，AMD和NVidia分别推出了各自的VR战略。AMD于今年推出LiquidVR，供开发者开发VR平台软件。
早前，HTC与国内网吧行业龙头顺网科技达成了渠道合作，共同建设线下体验店。顺网科技董事长华勇称，顺网已经建立了针对VR的管理平台，未来网吧的VR设备会按时长计费。
视频网站对于VR的追捧热度也在不断升温。5月5日，爱奇艺iVR+全球虚拟现实大会在北京举办。爱奇艺正式发布iVR+虚拟现实产品套件，启动VR生态激励计划，率先在10个高热IP上全面实现VR化，开放100个顶级IP进行游戏合作开发，联合300家合作伙伴共同打造全球最大中文VR真生态，未来12个月内协助国内外VR硬件厂商共同发展1000万VR用户。
5月11日，优酷土豆在上海宣布进军VR领域，决定从内容切入，并与产业链合作伙伴一起一年内打造3000万VR全景用户。优酷土豆副总裁李捷透露，目前优酷已经收录了近3万条VR视频，用户最感兴趣的第一是美女，其次是游戏体验。
早在4月20日，乐视就发布包括乐视手机、乐视电视、乐视汽车、乐视VR四款新品，推出第一代VR类终端产品—VR头盔LeVR COOL1。除已知的VR视频直播以外，乐视还在打造VR游戏中心，并将在近期发布数十款全球精品VR游戏。乐视创始人贾跃亭认为：“乐视VR，不是一个玩具，而是完整的互联网VR生态。”乐视扬言要建立中国最大的VR内容应用平台，并提出野心勃勃的“1万CP联盟计划”。与此同时，乐视以价值链垂直整合的理念改造VR行业，把VR内容源、平台、终端完全打通，使得用户能够无障碍地享受VR世界。
5月4日，暴风科技正式宣布，推出首个全球VR电视，“这标志着电视行业正式迈进VR时代”。据介绍，该款VR电视完全颠覆了传统电视观看模式，可在大屏上实现前所未有的720°全景视觉漫游体验。与此同时，质疑声音不断，认为更多只是卖点上的炒作，原因在于VR技术现在还不成熟。
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影视公司也纷纷加大对VR创业公司的投资，华策影视1470万入股VR公司兰亭数字，持有7%股权，将共同合作VR综艺节目《谁是大歌神》；华谊入股VR主题公园公司圣威特，将会在苏州打造《集结号》的VR体验；光线入股Dream VR，试水影院里的VR社交；奥飞相继投资诺亦腾、时光机、乐相科技等5家VR相关公司。
“国家队”也来了。国家体育总局体育信息中心宣布，“2016中国电子竞技嘉年华”将引入科技元素，将AR、VR和泛娱乐概念与电子竞技赛事结合。而VR等技术的融入也将给传统的电子竞技项目带来新空间。
深圳电子学会副秘书长、铸成投资合伙人陈曦表示，目前，VR产业处于炒作的上升阶段，正在达到泡沫化的顶端，这从一些项目估值特别高可以看得出来。短期内，VR和AR产品其实并不能达到市场期望的理想状态，但长期看，VR/AR的发展是必然趋势，5-10年之后会成为常见的产品形式。
公开资料显示，去年国内有29家VR企业获得融资，而今年仅3月就有14家VR企业获得融资，其中有12家企业融资金额达到千万元以上。
安乐表示，资本往往来得快，去得也快，当某一领域出现机会的时候，资本蜂拥而上，一旦该领域出现了几家拿到B轮、C轮的领先者，各个机构都不投了。未来，VR不同细分领域的热度会呈现明显差别。
陈曦指出，两到三年内，投机型的投资人会撤场，真正的价值投资人会分享真正的市场，市场也会回归理性。目前，很多资金看到的是产业热度和高回报，但如何真正抓住价值投资点，并不那么简单。
主题乐园遇上VR
文化产业已经成为世界经济的主流形态。《文化软实力蓝皮书：中国文化软实力研究报告（2013）》指出，我国文化产业占世界文化市场比重不足5%，而美国则占了42%。当前，美国文化产业在GDP中所占的比例已经超过30%，成为出口贸易额的第一位。日本的文化产业超过汽车产业，成为日本经济的支柱产业，占GDP比重20%左右。2014年中国文化及相关产业增加值23940亿元，占GDP的比重仅为3.76%。未来十年，中国旅游业将保持年均10.4%的增长速度，也将是中国文化产业的黄金十年。
在国内主题乐园还在为盈利苦苦挣扎之时，国际主题乐园巨头却纷纷抢滩中国市场。环球影城花落北京通州，三丽鸥公司在海外的首个hello kitty主题公园落地浙江，期盼已久的上海迪士尼乐园和上海功夫熊猫主题乐园即将开业。
从环球影城、迪士尼、六旗等主题公园巨头的最新发展动向上可以看出，VR虚拟现实技术将应用于主题公园的项目，为游客带来全沉浸式、深度游、轻松乐趣、梦幻、超刺激、探险之旅等不同以往的全新体验。
对于中国的景区、主题公园，就体验项目而言，VR虚拟现实技术的应用不仅可以缩小与国际巨头的差距，甚至有望帮助中国企业实现弯道超车。中国的文化娱乐业将进入“VR+”时代。
随着迪斯尼新业务的推进，以后只要坐在家中，就能够体验所有迪斯尼电影中的场景，需要的只是一套VR设备。
5 月 16 日，迪士尼在Steam平台上推出 了虚拟现实应用Disney Movies VR，并且提供免费下载。迪士尼、漫威和卢卡斯三家电影公司的多部经典电影场面都会集中到这个数字游乐园中，就连最新的迪士尼电影《星球大战：原力觉醒》、《奇幻森林》以及《美国队长 3》的场景也包含在其中。
这款Disney Movies VR应用确实有身临其境之感，支持Oculus Rift和HTC Vive头显设备，用户只需通过手部控制器、传统的游戏手柄亦或是键盘和鼠标就可以进行操作。在Disney Movies VR应用中，观众可以自由浏览包括迪士尼旗下的所有电影作品。更惊喜的是，观众还可以与电影中的经典角色进行互动，比如美国队长、钢铁侠和天行者卢克等，这无疑让影迷们欲罢不能。进入 Disney Movies VR后，仿佛置身于一个主题公园的中央；而从这个中心出发，便可以选择任一“世界”进行探索。
日本环球影城位于大阪市此花区，于2001年3月31日开幕。园区内的VR游乐设施主要有三种：第一种是游客坐在剧场里看真人与虚拟影像共演的舞台剧。
座椅是普通座椅没有体感，但是凭借演员与动画天衣无缝的配合，能带给游客强烈的视觉体验。这一类项目主要有《终结者2-3D》和《啄木鸟伍迪》。
第二种其实就是我们常说的4D电影。你所坐的位置不变，凭借震动座椅、喷气、洒水等反馈给游客身临其境的感觉，这一类的代表是《史莱克4D历险记》和《回到未来》。第三种就是像《蜘蛛侠惊魂历险记乘车游》那样，游客坐在过山车上在形象逼真的布景中看3D电影，类似的项目还有《哈利波特禁忌之旅》和《梦幻太空之旅》。
据外媒报道，世界上首家虚拟现实主题公园The Void将于近期正式开园。这座总部位于美国犹他州的公园，游客可以带上VR设备，不受限制的行走，体验另一个世界。
受国际主题乐园巨头“VR+”应用的启发，国内各地也纷纷表示要建设VR主题公园。5月27日，全国第一个以历史文化为主题，以VR（虚拟现实）、AR（增强现实）为主要表现形式的“中国历史文化沉浸穿越之旅——穿越三国”主题公园一期项目，落户合肥市逍遥津公园，并计划于今年“六一儿童节”前正式向公众开放。
据了解，该VR主题公园，将成为我国第一个集历史、文化、教育、旅游、动漫、科技为一体的体验式、互动式主题乐园。该公园占地1100平方米，建成后，不仅是广大消费者休闲、娱乐的理想之地，而且还是对三国历史文化的发掘、保护、弘扬和学习的旅游目的地。
江西赣州作为中国著名的红色文化传承创新区和红色旅游目的地，华强方特集团将以最新的VR技术在赣州打造复兴之路文化科技主题公园项目，让游客身临其境体验红色革命历史，创新爱国主义教育模式。
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5月6日，全国首个“旅游+VR”高峰论坛在厦门召开。据介绍，福建省今年将加快建设中国福建VR产业基地，成立VR产业建设开发运营公司，加快建设VR领域重点实验室、工程研究中心。在福州、厦门、泉州等地有望建设一批影视制作、实景旅游等领域的VR主题公园，积极打造内地领先的VR产业集聚区。
上市公司也不甘落后，宋城演艺近期宣布拟以自有资金1.6亿元和美国知名VR公司Spaces签约成立合资公司，致力于为中国市场开发突破性和创新性的虚拟现实、增强现实、混合现实360度体验产品，主要运用于VR主题公园、现场演艺、互联网视频等领域，以后游客在公园游玩或者观看大型演出，都可以有360°无死角感官体验。
中文传媒北京百分在线信息技术有限公司的亚洲第一座“虚拟现实电影主题公园”，已在建设当中。提及VR电影主题公园的建设理念，首席执行官夏鸿说：“就是要利用VR技术制造出一些更加真实的场景，从而代替公园里一些传统的体验样板间，能够让参与用户设身处地、360度无死角感受一个真实的主题公园游乐场景。”
概念虽然并不难理解，但是VR技术在电影主题公园中的应用，在国内来说，其实还属于初级阶段。在夏鸿看来，相比起传统电影主题公园，VR电影主题公园的设计方案和呈现模式是全然不同的。VR主题公园借助VR技术增强了用户的体验性和互动性，给用户提供了一种全方位更加逼真的体验。
下一个时代的mobile
业内人士认为，如果说VR是下一个时代的PC，那么AR（增强现实技术）就是下一个时代的mobile。AR是一块比VR更大的市场。去年，投行DigiCapital预测，到2020年全球AR与VR市场规模将达到1500亿美元，其中VR300亿美元，AR则是VR的4倍，将达到1200亿美元。
而且近日谷歌、微软、苹果、Facebook等互联网巨头都纷纷宣布，AR将是公司长期战略的一部分。以谷歌为例，即使VR纸盒子（Cardboard）今年1月销量已破500万台，在AR产品上受过挫的谷歌，仍然不放弃后者。近日其高管私下甚至喊出“让Facebook做VR去吧，AR才是终极目标”的口号。
就在4月中旬Facebook F8大会上，扎克伯格也不甘示弱地表示，AR眼镜同样也是Facebook未来10年的努力方向。
事实上，从技术上讲，AR技术的起步时间远远早于VR。广东广和律师事务所律师熊代琨和王峰检索全球专利布局发现，AR技术的专利申请早在1995年就已出现，到2009年AR技术的专利申请量都一直处于比较平稳的发展状态，但到了2010年全球AR专利申请量突飞猛进，有589件。相较而言，VR专利申请呈井喷式增长却发生在5年之后的2015年。
“AR技术领域排名前列的申请人，均是通信行业的巨头公司。”上述两位律师说，“微软高居榜首，三星、索尼、高通紧随其后，大型通信如诺基亚、西门子、韩国电子通信研究院也是榜上有名。”
美国三大AR眼镜商之一的Meta，2013年就在Kickstarter众筹平台上筹到近150万美元后推出第一款AR眼镜Meta.01，售价667美元，很快被预订一空，共销售了1500副增强现实眼镜。
Meta公司由“增强现实技术之父”Steven Feiner和“穿戴式计算之父”Steve Mann创办，主要产品“Space Glasses”是一款可以“拓展现实环境”的智能眼镜，定位为增强现实环境平台，将信息以3D成像形式和现实对接，有望改变生产制造、医疗及游戏等众多领域的技术生态环境。
据报道，京东方将在5月底举办的2016年美国显示周（SID Display Week）上展出多款全球首发产品，其中包括：京东方携手增强现实领域顶尖企业——美国Meta公司联合展出全球首发的AR新品。
2014年9月，京东方曾公告通过下属全资子公司BOEOH出资约500万美元认购Meta公司部分优先股股权，布局AR增强现实技术。
AR这块蛋糕如此诱人，为何国内资本却非常谨慎？深圳一家做AR/VR镜片的厂商负责人告诉记者，从硬件和技术上来说，一个VR眼镜的技术含量是傻瓜相机级，而做AR硬件就是单反相机的难度，“VR的门槛是8.6元，一个纸盒加两个镜片；做AR，没有足够本事是做不下来的。”
全球信息技术研究和顾问公司Gartner研究同样显示，VR处于大规模应用前夕，进入了市场化、商业化应用的上升期。相比之下，AR仍需5～10年的技术酝酿，才能成为主流。
不同于VR的纯虚拟环境，AR是基于现实增强的，它通过计算机系统提供的信息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，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。
增强现实技术的优势很明显，应用前景很广阔，可以在尖端武器、飞行器研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用。由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。
“无论是个性化还是标准化的信息，都需要海量级的云端数据存储才能实现。”成都理想境界科技有限公司产品经理李学良说，海量的数据支持是第一个门槛。据了解，在全国AR技术主要申请人排名中，成都理想境界科技有限公司的专利申请量排名前十。
处理上述海量数据，把需要叠加在现实中的数据实时渲染出来，需要非常高的运算能力。李学良介绍，目前的运算还是基于PC端、云端运算后再传送到终端，一些简单的运算任务开始在手机端实现。数据传送也是一大门槛。想要达到理想的AR效果，对网络要求也很高，必须有5G甚至6G的传输网络，才能实现实时交互。
所以，即使AR技术研发起步早，但要想走入消费市场，其技术还需要迈过好几道门槛，而且是全球性难题。未来AR技术突破瓶颈、产业链逐渐打通后，AR无论在B端还是C端的爆发，都需要找到最适合的应用场景和消费市场。
2016,虚拟现实元年 篇7
不用去电影院,也不用打开电脑,戴上虚拟现实设备,便能够随时随地观看3D电影;打游戏时,只需要戴上设备进行挥手、跳跃、转身等动作,就如身临其境一般与敌人格斗……就像是一个最高明的魔术师,虚拟现实技术虚拟出一个世界,完完全全地改变了你的感觉。
2016年似乎是虚拟现实最为火热的一年,不论是1月在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展,还是2月在西班牙巴塞罗那举行的世界移动通信大会,虚拟现实都是一大亮点。在中国,虚拟现实技术也在蓬勃发展。在数月前召开的全国两会上,人民日报、新华社等媒体的记者使用VR全景摄影器材拍摄会场全景照片和视频,实现了对真实场景的虚拟再现,让受众如同身临其境,更好地了解大会议程和内容。
实际上,经过2015年的“预热”,2016年已经被视为虚拟现实元年。
听说你爱上了Siri?
在2014年的《纽约时报》上刊登了这样一篇文章,讲的是一个叫Gus的自闭症男孩儿爱上了Siri。
Siri是谁?Siri是苹果手机上的语音助手。通过语音,Siri可以帮助你尽快找到手机里面的电话号码或者其他一些功能。当然,你也可以和“她”尽情聊天。当你问她多大年龄的时候,Siri会说:“这是我的秘密。”当你问她会不会说绕口令的时候,Siri也许会给你来上一段。
普通人也许会通过Siri快速查找号码或者导航,但像Gus这样,为了明天的天气是阴天还是雷雨就能聊上一个小时的人可不多见。让旁人惊奇的是,Gus明明知道Siri不是人类,是虚拟的造物,他为什么还要这么做?
在杰里米·拜伦森和吉姆,布拉斯科维奇所著的《虚拟现实:从阿凡达到永生》中是这样解释的:“大脑不太在乎某种体验到底是真实的还是虚拟的。”简单地说,就是:大脑往往是有意识地选择“相信”。作为一个自闭症患者,Gus怕生,无法与人正常沟通,但他也有情感的诉求,进而对Siri产生了感情。
当然,这个故事只是一个引子,它和虚拟现实共同之处在于,当一个机器越来越像人,那么虚幻和现实的边界就会愈加模糊,这就是虚拟现实技术的本质一化假作真,欺骗你的大脑。
那么,虚拟现实在实际运作中的细节原理究竟是怎样的呢?
没有VR的游戏不是好游戏
一家位于美国犹他州盐湖城的公司走在了商业化的前列,他们致力于将VR技术应用到游戏里面,建立一个主题公园。相比迪士尼乐园那种玩海盗船的公园,VR主题公园主打的招牌是真实和虚拟的结合。
虚拟现实眼镜一开启,迷宫一样的奇怪设施就会被转化成阳光明媚的森林,甚至是戒备森严的外星基地。人们可以在虚拟世界中任意走动。现实场景变幻为虚拟场景,多少弥补了我们无法触摸到游戏中物品的遗憾。
为了达到这种效果,体验者需要佩戴、穿着一定数量的设备。整套设备包括一个VR头戴显示器、动态跟踪马甲、手套以及一个装有一台笔记本电脑的背包。公司所用的绝大多数技术都不是为消费市场设计的。
当你戴上头盔,头盔上会有若干用于追踪的LED灯和充斥全屋的定位装置进行感应,内置的显示屏就会依据反馈的定位数据实时显示出当前的“幻境”;当你被子弹打中,马甲内置的震动马达随即应激而动,让你感受到逼真的中弹效果;手套是你与虚拟世界互动的前沿阵地,你扣动枪支的扳机,或者搬起一个不存在的箱子,手套都会产生反馈,让你感觉你确实是在干这件事;至于笔记本电脑则很好理解,这一切都需要庞大的运算量作为支撑,具体的方位数据、收到某个信号应该模拟什么效果,这些指令都由电脑发出,它是这套系统的核心。
缘何能达到这样的效果?虚拟现实技术的核心有:多感知性、沉浸感、交互性、构想性。本文开始之处提到和Siri“谈恋爱”的男孩,也是因为被满足了这其中的一点或几点。
医疗安全的“哨兵”
VR技术难道只能供人娱乐吗?绝对不是。这项技术在众多领域都有着重要的作用和意义。比如,在我们最关心的、维系着身体健康的医疗问题上,VR技术可以作为医生正式实施手术前的得力助手。
在临床上,80%的手术失误是人为因素引起的,所以手术训练极其重要。VR手术使得手术培训的时间大为缩短,同时减少了对昂贵的实验对象的需求。由于VR手术系统可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境,力反馈绘制算法能够制造很好的临场感,所以训练过程与真实情况几乎一致,尤其是能够获得在实际手术中的手感。
计算机还能够给出一次手术练习的评价。在虚拟环境中进行手术,不会发生严重的意外,能够提高医生的协作能力。外科医生在真正动手术之前,通过虚拟现实技术的帮助,能在显示器上反复地模拟手术,移动人体内的器官,寻找最佳手术方案并提高熟练度。因此,有了VR技术,患者就不用再担心年轻医生拿不稳手术刀啦!
警告:
虚拟现实新闻系统 篇8
虚拟现实新闻系统是基于现有的虚拟现实和云计算等技术提出的一个综合新闻系统,本节将对虚拟现实和云计算技术进行阐述。
虚拟现实技术
“超越时空的紫禁城”、南京城市旅游和上海世博会将会使用虚拟现实技术进行展现等等表明了虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术正在逐渐受到人们的重视,预示着虚拟现实技术在未来将有很大的发展空间。
虚拟现实技术(Virtual Reality Technology,VRT)以计算机仿真技术为前提,是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术和人工智能技术等交叉与综合的结果,具有十分重要的应用价值,为人们提供了一种全新的认识世界和改造世界的手段,对信息技术和人们生活将产生难以估量的影响。
虚拟现实技术的概念
概括来说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境,它可以是实际上能实现的,也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。“虚拟”是用计算机生成的意思。虚拟现实就是用计算机生成的一种特殊环境,人们可以采用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中,并通过操作、控制环境,实现特殊的目的,即人是这种环境的主宰。
从本质上来说,虚拟现实是一种先进的计算机用户接口,通过为用户同时提供视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段,最大限度地方便用户的操作。
虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术的主要特征有以下四个方面:
(1)多感知性(Multi-Sensory):所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术特别是传感技术的限制,目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉和运动等几种。
(2)浸没感(Immersion):又称临场感,是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境,应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中,该环境中的一切看上去是真的、听上去是真的、动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感觉一样。典型的系统为虚拟现实大屏幕立体投影系统。
(3)交互性(Interactivity):是用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
(4)构想性(Imagination):强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,可拓宽人们认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
虚拟现实技术的系统构成
一个完备的虚拟现实系统由计算机硬件、计算机软件和各种传感器设备组成。
计算机硬件既可以是一台大型计算机,也可以是微型计算机,还可以是工作站。计算机软件主要由检测模块、反馈模块、传感器模块、控制模块和建模模块组成,其中,检测模块检测用户的操作指令,并通过传感器模块作用于虚拟环境;反馈模块接受来自传感器模块的信息,为用户提供实时反馈传感器设备包括三维显示头盔、数据手套、全方位监视器以及大屏幕显示屏等位置跟踪设备和交互设备,它们产生信号与计算机实现交互功能;控制模块对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用;建模模块用于获取现实世界组成部分的三维表示,并由此构成对应的虚拟环境。
虚拟现实技术的挑战
虚拟现实无论是其技术本身的发展,还是它在其他专业领域的应用,其未来的挑战主要体现在其硬件、软件、人的因素和基于高速网络的研究上。
在硬件方面主要包括:①力、触觉反馈设备;②高质量、宜人的显示;③快速和精确3D跟踪器。
在软件方面主要包括:①虚拟现实的计算机图形程序;②3D交互;③语言模型(语音识别);④操作系统设计;⑤实时计算和描述平台;⑥开发系统设计。
在人的因素方面主要包括:①决定怎样有效地使用3D输入和输出;②用户界面合成;③认知研究,以解决人与虚拟环境的交互问题。
在基于高速网络的研究方面主要包括:①网络的分配;②实时性;③大规模并行处理器中的异质计算问题。
虚拟现实技术的发展现状
(1)国外研究现状。当前,西方的发达国家在虚拟现实技术的基础研究和实际应用方面都居于领先地位。美国作为虚拟现实技术的发源地,其研究水平基本上代表了目前国际上虚拟现实技术的发展水平。目前美国在该领域的研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。美国宇航局(NASA)的研究工作主要集中在约翰逊空间中心完成空间站操纵的实时仿真和对哈勃太空望远镜的仿真等方面。现在NASA已经建立了航空、卫星维护虚拟现实训练系统和空间站虚拟现实训练系统。并且已经建立了可供全国使用的虚拟现实教育系统。除了国家科研机构外,美国的一些高校也积极投入虚拟现实技术的研究当中。北卡罗来纳大学的计算机系是进行虚拟现实技术研究最早的大学,主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。麻省理工学院(MIT)是研究人工智能、机器人和计算机图形学及动画的先锋。这些技术都是虚拟现实技术的基础。
日本的一些高校、企业和科研机构,在机械手、数据手套、实时三维成像等领域也取得了一些令人瞩目的成果。筑波大学根据自己研究的一些力反馈显示方法,开发了九自由度的触觉输入器和虚拟行走原型系统。东京大学的高级科学研究中心开发的一套系统可以使用户控制远程摄像系统和一个模拟人手的随动机械人手臂。京都的先进电子通信研究所开发的一套系统可以识别手势和面部表情,并把它们作为系统输入。
(2)国内研究现状。我国的虚拟现实技术研究起步较晚,与发达国家相比还有一定的差距,但现在已引起国家有关部门和科学家们的高度重视。“九五”规划以后,国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把虚拟现实技术列入了重点研究项目,国内一些重点院校和科研机构已积极投入到了这一领域的研究工作。
北京航空航天大学计算机系是国内最早进行虚拟现实技术研究的单位之一。在虚拟环境中物体物理特性的表示与处理、视觉接口部分软硬件的研制、分布式虚拟环境网络设计、实时三维动态数据库开发等方面都取得了很多有意义的成果。此外,他们还成功研制了虚拟现实演示环境、基于虚拟现实的飞行员训练系统、虚拟现实应用系统开发平台等实用系统。
清华大学计算机科学和技术系主要对虚拟现实的沉浸感进行了研究,例如对球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感实验等方面都提出了不少独特的方法。他们还针对室内环境水平特征丰富的特点,提出借助图像变换,使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性,以利于实现特征匹配。
浙江大学国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统,采用了层面迭加绘制技术和预消隐技术实现了立体视觉,同时还提供了方便的交互工具,使整个系统的实时性和画面的真实感都达到了较高的水平。另外,他们还提出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。
此外,西北工业大学CAD/CAM研究中心、上海交通大学图像处理模式识别研究所、国防科技大学计算机研究所以及中国科技开发院等单位也进行了一些研究工作和尝试。
云计算
在IBM、Google和Amazon等公司提出云计算的概念之后,其他一些公司也开始跟进,云计算的概念越来越流行,已经成为一种潮流。
云计算的兴起
“云计算”的概念出现之后,各大公司对于云计算的定义不尽相同,很难用一句话概括云计算,本文对云计算只做一个综合性的描述。
“云计算”(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算强调说明计算的弥漫性、无所不在的分布性和社会性特征。
云计算的基本原理是以公开的标准和服务为基础,以互联网为中心,提供安全、快速、便捷的数据存储和网络计算服务,让互联网这片“云”成为每一个网民的数据中心和计算中心,通过使计算分布在大量的分布式计算机上,而非本地计算机或远程服务器中,从而大大提高信息的访问速度。
云计算是一种全新的商业模式,其核心部分依然是数据中心,它使用的硬件设备主要是成千上万的工业标准服务器,企业和个人用户通过高速互联网得到计算能力,从而避免了大量的硬件投资。
云计算的蓝图已经呼之欲出,在未来,只需要一台笔记本或者一个PDA,就可以通过网络服务来实现我们需要的一切,甚至包括超级计算这样的任务。
云计算的七大形式
(1) SAAS (Software as a Service,软件即服务)。这种类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来,这样会省去在服务器和软件授权上的开支;从供应商角度来看,这样只需要维持一个程序就够了,能够大幅减少成本。Salesforce.com是迄今为止这类服务最为出名的公司。SAAS在人力资源管理程序和ERP中比较常用。Google Apps和Zoho Office也是类似的服务。
(2)实用计算(Utility Computing)。最近在Amazon.com、Sun、IBM和其它提供存储服务和虚拟服务器的公司提供此项服务。这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。
(3)网络服务。同SAAS关系密切,网络服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用,而不是提供单机程序。
(4)平台即服务。另一种SAAS,这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。
(5) MSP (Management Service Provider,管理服务提供商)。最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户,常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。
(6)商业服务平台。SAAS和MSP的混合应用,该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统,能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。
(7)互联网整合。将互联网上提供类似服务的公司整合起来,以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。
云计算的三大影响
首先,云计算将赋予互联网更大的内涵并改变互联网企业的运营模式。过去几乎所有应用都是装在用户端或者局端数据库上运行,但今后通过云计算,更多地应用能够以互联网服务的方式进行,云计算作为一种应用的模式将成为更多企业和个人的选择。
其次,云计算将扩大软硬件应用的外延并改变软硬件产品的应用模式。通过云计算,用户可以不必购买新的服务器和部署软件,就可以得到应用环境或者应用本身。对于用户来说,软硬件不必是部署在自己身边的、专属于自己的产品,而是可以变身为可利用的、虚拟的一种资源。而且,可以利用的软硬件资源也不仅限于自己企业内部的设备和软件,而是可以通过网络得到扩展的软硬件资源。
最后,IT产品的开发方向也将发生变化以适应上述两种情况。一段时间以来,我们可以看到业界巨头们纷纷发布自己的云计算战略以配合这种发展趋势。
云计算的主宰者
云计算已经成为一个热门技术,众多巨头公司都在争先恐后的投入到云计算之中,那么,究竟谁能够在这场围绕云计算的竞争中获胜呢?
Sun公司推出了基于云计算理论的“黑盒子”计划。按照它的规划,将来的数据中心将不会局限于拥挤、闷热的机房中,而是一个个可移动的集装箱一它装载的是10吨经过合理安置的服务器,作为一个可移动的数据中心。它既可以为拥有上万名雇员的大型公司服务,也能为中小企业提供支持。
微软的优势显而易见,全世界有数以亿计的Windows用户,微软所要做的就是将这些用户通过互联网更紧密地连接起来,并通过Windows Live向他们提供云计算服务。微软正在创造这样一种用户体验,即从一般的设备存储转移到任何时间都可以存储的模式。
蓝色巨人IBM对此也投下了重注,并为此命名为“蓝云”计划。IBM具有发展云计算业务的一切有利因素,例如:应用服务器、存储、管理软件、中间件等等,因此IBM自然不会放过这样一个机会,云计算将是IBM接下来的一个重点业务。
Google在云计算中的地位在短时间内依然不可撼动,其开放式的平台体现了云计算模式的精髓。Google的云计算服务所需要的绝大部分基础软件都是开源的,这意味着用户可以自由的得到那些代码并修改。
Google和IBM的合作则颇具互补效应,值得期待。两家公司正试图将各自的技术进行融合,IBM熟谙企业级计算机的运行之道,而Google悉知大流量数据传输和高速网路链接的不二法门,两家公司的联手有望创造出重大成就。
有一种说法,世界上将会只有五台计算机,一台是Google的,一台是IBM的,一台是Yahoo的,一台是Amazon的,一台是微软的,因为这五家公司率先在分布式处理的商业应用上捷足先登、引领潮流。IBM、Yahoo和Google等已经正在使用云计算的概念兜售自己的产品和服务。
其实谁能真正成为云计算的主宰者并不重要,重要的是,有了这一系列IT业的巨头作为后盾,毫无疑问,云计算已经拥有了一个非常光明的前景。
虚拟现实新闻系统
前一节概述了虚拟现实和云计算技术,这一节将阐述基于上述技术提出的虚拟现实新闻系统(Virtual Reality News System,VRNS)。虚拟现实新闻系统以云计算为平台,根据用户需求提供文字、图片、音视频和虚拟现实等多种形式的新闻,为新闻报道提供了新的模式。在虚拟现实新闻系统中将包括现有的中央宣传部门、媒体单位和新闻网站,整合各家媒体单位的新闻业务,是一个为用户提供最真实感受、最容易发布、最快速度搜索、最大程度参与、最大覆盖面、最易于共享和最优秀服务的新闻系统。
VRNS系统概述
在这一小节将对虚拟现实新闻系统(Virtual Reality News System,VRNS)进行概述,主要是以下几个方面:VRNS的概念、VRNS系统的空间、VRNS系统新闻发布、VRNS系统的虚拟现实新闻、VRNS系统的搜索、VRNS系统的主体和VRNS系统的移动报道。
VRNS系统的概念
虚拟现实新闻系统(Virtual Reality News System,VRNS)是指以云计算为平台、应用虚拟现实技术的新闻报道系统,将整个宇宙现有的已知区域全部虚拟到系统中,在宇宙中已知区域发生的任何新闻事件都将在VRNS系统中发布,全世界各大通讯社、各大媒体单位和各种媒介都在VRNS系统中出现,向人们提供文字、图片、音视频和虚拟现实等形式新闻稿件,在VRNS系统中新闻将与实时、实地和实际人物紧密的有机联系起来,将宇宙中的时间、地点、人物和事件形成一个整体,而不再只是一条孤立的新闻稿件,人们将在VRNS系统中以语义搜索的方式、最快的速度和最真实的感受获取到需要查找的不同形式的新闻。
VRNS系统的空间
在VRNS系统中的虚拟现实空间将以宇宙现有已知区域为地理空间,将包括银河系、太阳系、各大恒星、地球和月亮等等星系和天体,在虚拟现实空间中地球上的每一个地点都将以虚拟现实形式出现,在空间中各个地点的逻辑位置与实际的地理位置是一一对应的,所有的关于某个地点的某个时间的新闻信息将以文字、图片、音视频和虚拟现实形式新闻与发生地点结合起来展现,从而将现有的宇宙空间中发生的所有新闻都将在VRNS系统中更新,用户可以根据需要选择查看某种形式的新闻信息。在VRNS系统中你将能获取到在宇宙中任何已发生的、正在发生的和将要发生的新闻信息。
VRNS系统新闻发布
在宇宙中发生的任何新闻信息都会通过媒体单位、记者或者普通大众,在VRNS系统中发布出来,VRNS系统对发布的新闻稿件将根据事件发生的时间、地点、人物和行业等新闻信息分类标准进行归类,这样人们就可以根据新闻信息的时间、地点、人物和行业等进行查阅。
例如:发射神七成功的新闻信息,VRNS系统将其新闻信息的地点定为“银河系一太阳系一地球一中国一甘肃一酒泉”,时间为公元2008年9月25日,人物为翟志刚、刘伯明和景海鹏等,那么人们就可以在VRNS系统空间中直接点击或者其它虚拟现实系统中的控制方法(例如:使用声控或者肢体运动形式)去往“银河系一太阳系一地球一中国一甘肃一酒泉”,在到达酒泉之后,在酒泉提示的新闻信息将按时间顺序显示在酒泉发生的最近的新闻信息,那么就可以找到神七发射成功这条新闻,如果查找的是过去时间的新闻,那么在最新的新闻信息中不包含这条新闻,可以在VRNS系统中点击回到公元2008年9月25日,则会回到公元2008年9月25日的酒泉,包括天气、事件和环境等都回到那时那地那人那物,也可以根据在VRNS系统中的翟志刚、刘伯明和景海鹏等的个人新闻信息平台,查看他们每个人向外公开的新闻信息,VRNS系统将媒体单位、记者和普通大众对他们每个人的相关新闻信息整合到他们每个人的新闻信息平台。
VRNS系统的新闻信息每时每刻都在更新,只要VRNS系统中的主体在系统中发布新闻信息,VRNS系统中的其它主体就可以查阅到这条新闻信息。查阅出的新闻信息将以文字、图片、音频、视频和虚拟现实等方式显示,人们可以选择任何方式查阅新闻。
在VRNS系统中每个人物都将具有一个个人信息平台,可以选择和人物的实际家庭住址联系起来,包括自己的出生日期、性别和工作等所有相关的个人信息,而这些信息个人可以选择是否向外公布;具有商业价值的信息,个人也可以向需要查阅者收取一定的费用,这些费用将是和现实中的消费一样的。只要找到某个人物的家庭住址、单位地址,或者根据姓名等信息搜索到人物,就可以查看这个人物向外发布的新闻信息和关于这个人物的相关新闻信息。
VRNS系统的虚拟现实新闻
VRNS系统是一个沉浸型虚拟现实系统,在VR N S系统中将出现虚拟现实形式的新闻信息,如果选择虚拟现实方式查看新闻信息,意味着用户将不仅仅是以双眼和大脑介入环境,而是以完整的人物个体融人到虚拟现实新闻系统,使用户能够全身心地投入到虚拟环境之中,用户通过头盔显示器、数据手套、数据衣服等传感器设备与虚拟环境进行交互,VRNS系统将为用户创造一个完备的虚拟世界。人们可以通过VRNS系统中人物切身的完全感受到当时发生的新闻事件的所有环境信息,可以通过传感器技术满足人们的视觉、听觉、感觉、知觉和味觉,人们将可以真实的感受到新闻现场的每一个部分和环节,让人们可以真正的达到身临其境的感受。
VRNS系统是通过云计算生成一个非常逼真的足以“迷惑”我们人类视觉的虚幻的新闻报道世界,这种“迷惑”是多方面的,我们不仅可以看到而且可以听到、触到及嗅到在系统中虚拟的真实世界中所发生的一切。这种感觉是如此的真实,以至于我们能全方位地浸没在这个虚幻的世界中。人能以自然的方式(自然技能,人的头部转动、眼球转动、手势等其它人体的动作)与VRNS系统中的虚拟现实环境进行交互操作,达到感觉的现实、操作的现实和运动的现实。
VRNS将使人们与新闻信息的关系变得比以往更为密切与和谐,有了一个自然的、充分的和真实硬件很好关联的新闻信息系统,新闻信息的发布和获取都会变得方便得多,因为虚拟现实技术的特点,VRNS可以渗透到我们工作和生活的每个角落,对人类社会的意义是非常大的。
VRNS系统的搜索
随着Internet网络的爆炸性增长,WWW已经发展成为包含多种信息资源、站点遍布全球的巨大动态信息服务网络,为人们提供了一个极具价值的信息源。搜索引擎技术能帮助人们从浩瀚的数据中抽取出对自己有用的信息,能极大地节省用户的查询时间。WEB上的搜索引擎部分地解决了资源发现问题,并取得了较大发展,例如Google,百度等,但由于精确度不够高等原因,其效果远不能使人满意。
VRNS系统是一个语义系统,赋予系统中所有资源唯一的标识,并在资源之间建立起机器可处理的各类语义联系。以一种明确的、形式化的方式来表示信息资源,提高异构系统之间的互操作性,促进知识共享。使用语义搜索技术,提高搜索性能,高效地发现信息资源,可改善当前搜索引擎的搜索效果,包括查全率和查准率。
VRNS系统语义搜索在系统空间中搜索资源间的复杂关系,并对之进行结构信息排序。对象属性用来定义资源间的关联关系,资源间的链接路径在某些特定领域比资源本身更具价值,比如在国家安全领域通常需要搜索资源之间的链接关系,这些关系可能意味着某些潜在的安全威胁。方法不仅能够消除用户不感兴趣的关联关系,而且可以搜索到数据之间复杂的、隐藏的关联关系。尝试发现资源间有价值的关联关系。
人们可以根据新闻的地点、时间、行业、兴趣爱好、人物、单位等等进行搜索,可以查看某地的政治、经济、文化等各个方面的内容。VRNS提供智能输入搜索内容,例如:语音方式,只要用户向系统说出需要搜索的内容,系统就会将语音传入的内容作为语义搜索的内容,实现完全人性化的搜索。
普通大众在系统中可以根据时间、地点等分类进行信息获取,比如说这个人物比较关注某一个地方的新闻,可以直接到达某地查看新闻即可;可以根据新闻媒体单位获取信息,人物经常查看某个新闻媒体,则可以直接到达这个新闻媒体查看新闻;可以根据记者或编辑获取信息,人物对某个记者或编辑的稿件感兴趣,可以直接访问记者或编辑的发布页面就可以;在系统中普通大众可以使用RSS进行订购新闻信息,但是在这其中,所有的媒体信息的收费均根据各个媒体单位的实际情况设定,并且记者或编辑的稿件可以有针对性开放访问权限,也可以进行收费,也就是普通大众只有通过网络交费之后才可以查看记者或编辑的新闻信息。
VRNS系统的主体
Web2.0中对于网络的一个重要改变就是广大网民对于网络的互动参与,由被动的接受信息,变为可以主动的发布信息,使得广大网民确实的成为网络的一部分。VRNS系统是一个达到更高的互动性系统,用户可以在系统中根据虚拟的现实环境创造网站、同学圈、朋友圈等各种形式的属于自己的内容,在VRNS系统中将分为三类主体:媒体单位、记者和普通大众。
(1)媒体单位。在VRNS系统中注册的媒体单位,可以在VRNS系统中启用单位的新闻报道功能,没有在VRNS系统中注册的媒体单位,虽然在VRNS系统中虚拟现实的环境中包含这家媒体单位,但是这家媒体单位的新闻信息是不能在VRNS系统中发布的。而进行注册的媒体单位将可以根据自己的需要将哪些新闻信息在VRNS系统中发布,也可以决定哪些分支机构的新闻信息可以在VRNS系统中发布。一般情况下,各媒体单位会将所有的新闻信息和各个分支机构的新闻信息发布到VRNS系统中,因为VRNS系统是最大的新闻信息平台,也是用户查阅新闻信息首选的新闻系统。
不只是媒体单位的网站会在VRNS系统中出现,而是媒体单位在世界中的所有现实实体都会在VRNS系统中展现,这样在VRNS系统中就会具有文字、图片、音视频和虚拟现实各种形式新闻报道最为优秀的各个媒体单位,为人们提供综合各种形式的新闻信息,并会在VRNS系统中对新闻报道进行综合分析和对比评级。在VRNS系统中的各媒体单位样会受到上级管理部门、媒体单位、记者和普通大众的评定,每年会评出十佳媒体单位。
同时媒体单位可以在VRNS系统中创建在现实世界中没有的分支机构等,这样可以大大的节约媒体单位的运营成本,在今后媒体单位只需要在VRNS系统中增加虚拟的分支机构就可以,而不需要在真实的现实世界中去建设分支机构,而在相应的虚拟分支机构派驻的记者只需要在VRNS系统中参加到相应分支机构的工作就可以了。
(2)记者。在VRNS系统中,记者将拥有自己的新闻信息发布平台,普通大众、其它记者和媒体单位可以通过这个新闻信息发布平台查阅记者的新闻稿件,只要是在现实世界中记者发布的稿件,在VRNS系统中就会发布出来,当然是记者本人在VRNS系统中,而其他主体对于每一新闻稿件的引用、分析和评论都会在记者本人的信息平台上显示。记者在参加每一次直播报道任务的时候,在新闻信息发布平台都会出现直播报道的主题,将会把记者报道的新闻稿件实时在VRNS系统中发布,这样人们就会第一时间查阅到某一新闻报道中记者发布的所有新闻稿件。
在VRNS系统中记者将进行分级,根据记者发布的新闻信息的数量和质量定级,具有较多经验和发布了较好新闻稿件的级别就会高一些,这些都是由VRNS系统中的媒体单位、记者和普通大众进行评定的。这样当一名普通记者成为名记之后,对于人们的影响力就会变大,新闻报道的稿件也将得到人们的更多关注,对VRNS系统的新闻报道贡献也越大。VRNS系统将评定系统中每月、每季度和每年十佳记者,在系统中给予标记,也可以通过公司赞助等方式对十佳记者给予物质奖励。
记者在向新闻媒体单位和其它主体传送新闻稿件时,只需要在系统中点击相应的媒体单位和其它主体对象,执行传送稿件的操作就可以实现相应的功能,可以使记者方便、快速的向媒体单位传送稿件。
(3)普通大众。在VRNS系统中,普通大众和各种人物完全可以实现互动,普通大众作为新闻受众的同时,同样具有向VRNS系统发布新闻信息的权利。普通大众可以在自己的个人信息平台发布新闻,个人网站和个人小屋等形式都可以,还可以向媒体单位投递新闻稿件以达到新闻稿件发布,需要媒体单位对新闻稿件进行审核合格之后才能发布,如果被实际采用后,将可以得到稿费,这样大大的简化了现在普通大众需要向媒体单位投稿的流程,能够使得个人新闻稿件更快发布。同时普通大众具有新闻发布的权限则将新闻采集覆盖范围扩散到了世界的每一个角落,可以使新闻报道工作无所不在,例如在发生突发事件的情况下,作为最直接接触事件的普通大众,只需要登录到VRNS系统就可以对突发事件进行第一时间的报道。
并且普通大众可以在VRNS系统中创建自己的新闻报道机构,只要在新闻发生现场能够报道,那么普通大众就可以联合组织起来在VRNS系统中架设机构,形成普通大众自己的新闻报道机构。在VRNS系统中将根据普通大众的新闻信息的发布确定不同的级别,当普通大众的级别达到足够高的时候,在VRNS系统中普通大众将成为业余记者,同时业余记者也分为不同级别,当达到业余记者最高级别的时候,在VRNS系统中可以应聘各媒体单位的记者,从而成为正式记者。
在VRNS系统中,各个主体具有RSS功能,这样可以实现媒体单位、记者和普通大众的快速的新闻信息的交换。普通大众根据自己的需求在VRNS系统中向各大媒体、报业、杂志等订阅免费或者收费的新闻业务,而记者也可以向媒体单位订阅相关的新闻稿件,媒体单位也对以通过订阅功能向记者和普通大众订阅新闻信息,真正的达到系统中的新闻信息的高度、快速地互动和分享。
VRNS系统的移动报道
当前,在重大新闻报道的任务中,都需要记者集中到新闻发生地进行新闻采集和编辑工作,这样造成了诸多的不便。在VRNS系统中,虚拟新闻现场,普通大众、记者可以随时观看新闻现场发生的事件,需要参加新闻发布的记者只需要在VRNS系统中通过虚拟新闻现场参加即可,虚拟新闻现场是一个完全的虚拟现实系统,现实中发生的每一事件都将在虚拟会议系统中展现,让你在身体感受上完全达到就是在现场一样,这样记者不需要赶赴新闻现场就可以达到实时、准确的新闻报道工作。
而对于普通大众可以通过另一个虚拟场景即观看虚拟会议系统的系统,切实感受新闻发布会现场的气氛,也可以查看各个单位参与报道的记者和编辑的个人网站获取新闻信息。当然在VRNS系统中这一部分可以根据需要收取费用,普通大众只有被收取费用之后,才可以进入虚拟场景感受新闻现场。例如,国务院的新闻发布会,在VRNS系统中会创建此次发布会的虚拟新闻现场,记者可以通过登录VRNS系统,成为其中的虚拟人物,凭着虚拟人物的有效证件,可以进入虚拟新闻现场,这样记者就可以在任何地点参加相应的新闻发布会,而不需要不远千里赶赴新闻现场,这样也减轻了新闻现场的负担。这将是未来新闻发布的一个通用模式。这样大大方便了负责报道的媒体单位、记者,而普通大众也能够切身的感受到新闻现场。
VRNS系统平台一云新闻
虚拟现实计算平台是指在虚拟现实系统中处理各种输入信息并产生作用于用户的交互性输出结果的计算机系统。虚拟现实系统的信息加工是实时的。虚拟环境的建模、设备的开销、三维真实感图形的实时生成都需要进行大量的计算。正是因为虚拟现实具有巨大的计算量,所以云计算是VRNS系统的理想平台。
在VRNS系统中,将搭建云计算环境,在全球范围内布置数据中心节点实现分布式处理环境,在未来可能的条件下,还可以再增设云计算的节点,以达到计算的处理能力足够强大,以能够支持对海量的新闻报道,这个用于新闻报道的云计算平台称之为云新闻。
在云新闻中汇聚了全宇宙的所有各家媒体、记者和普通大众的所有的新闻信息,VRNS系统的管理部门可以对新闻实现智能的管理和维护,对数据进行严格保密和备份,从这个角度看,云新闻增强了新闻信息的监督和管理。
在这一小节我们将介绍云新闻面向服务、定制开发、共享资源、整合业务和经济性报道等方面。
云新闻一面向服务
在VRNS系统中,云新闻可以向所有编辑记者提供新闻稿件等新闻信息编签发程序,只要是注册成为VRNS系统的用户都可以通过VRNS提供的新闻稿件编签发系统编辑和发布新闻信息,即提供SaaS服务。
在VRNS系统中,云新闻提供了最可靠、最安全的数据存储中心,用户所需的编签发稿件的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机和PDA等终端设备上,而是运行在互联网上大规模的服务器集群中,用户可以在任何时间、任何地点,用任何可以连接至互联网的PC、PDA等终端设备访问互联网,在WEB中输入VRNS系统的URL登陆进入系统,选择使用稿件的编签发服务就可以了,用户所处理的数据默认情况下也并不存储在本地,而是保存在互联网上的数据中心里,也就是VRNS系统的云新闻中,也可以根据用户的需求,在用户的权限范围内将用户自己的数据存储到PC、PDA等相关的终端设备中。
提供云新闻服务的企业将有全世界最先进的数据中心来保存数据,有全世界最专业的团队来帮你管理信息,负责管理和维护这些数据中心的正常运转,保证足够强的计算能力和足够大的存储空间可供用户使用,并且负责对用户数据进行备份和安全,用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。保证用户在需要使用VRNS系统进行新闻信息的编签发等工作的时候,可以提供用户完整的数据,并且需要保证用户数据不被窃取。
云新闻一定制开发
用户在VRNS系统中,可以根据系统提供的新闻应用开发环境和新闻应用程序接口定制开发适合用户自己业务的新闻信息编签发系统和新闻网络应用服务,这样VRNS系统可以使得具有不同业务流程的用户能够拥有属于自己的高效的新闻编签发系统。
在每次报道中各媒体单位都在使用自己的新闻编签发系统,经常出现因为不同的报道业务需要开发不同的报道程序,因为在云新闻中新闻报道是在一个统一的平台,这些都将变得如此的方便、快捷和简单,不论你在任何地方进行报道,只需要在云新闻中更新相应的程序就可以,而不会需要为每次的报道增加设备和服务器进行开发。
云新闻一共享资源
云新闻可以非常方便、快捷的实现数据和应用的共享。在云计算的网络应用模式中,数据只有一份,保存在“云”的另一端,你的PC和PDA等所有电子设备只需要连接互联网,就可以同时访问和使用同一份数据。以编辑新闻稿件为例,当你使用云新闻服务来管理新闻稿件后,你可以在世界上任何地方用任何一台电脑管理你的新闻稿件内容和其他人分享你的新闻稿件内容,你再也不需要为随身携带重要的数据而担忧,当然,这一切都是在严格的安全管理机制下进行的,只有对数据拥有访问权限的人,才可以使用或与他人分享这份数据。
云新闻一整合业务
云新闻系统将提供对文字、图片、音视频和虚拟现实的新闻稿件的编签发功能,而不需要对每一种形式的新闻稿件类别进行单独的系统搭建、维护等工作,这样大大的浪费了人力、物力和财力,每一次报道都需要拿着一批编辑文字稿件的设备、一批编辑图片稿件的设备和一批编辑音视频稿件的设备,这严重的加大了不必要的工作量,并且开发系统、维护系统和系统保障的工作都变得非常庞大、复杂,每一类型新闻稿件系统都需要专业的工作人员参与。在云新闻中,记者只要登陆VRNS系统就将可以发布任何形式的新闻稿件,这也满足了将来记者需要发布多种形式新闻稿件的需求。
云新闻一经济性报道
使用云新闻的各媒体单位,不需要拥有自己的硬件设备,不需要系统开发、和系统维护,可以大大降低新闻媒体报道的费用。
在日常新闻系统的维护中,各家媒体单位都需要采购大量的设备和各种软件支持相应的业务和应用,建设系统设备机房,还需要雇佣技术人员进行设备维护、系统建设和应用开发等工作,购买设备、软件和雇佣人员的开支是巨大的,对于每一个媒体单位来说,这笔开支都是单位日常支出中比例较大的一部分。并且在每次重大新闻报道的时候,各个媒体单位都需要运输大量各种报道设备到报道前方进行新闻报道,紧跟着也需要技术人员到报道前方进行临时系统搭建、测试和技术保障等工作,这些都增加了新闻报道的开支。
虚拟现实革命正在来临 篇9
事实上, 苹果很有可能很快就来插上一脚。近期苹果官网在招聘信息页面列出了光学显示工程师、高级显示软件工程师等跟显示和投影系统研发相关的职位, 被不少媒体解读为苹果正准备进一步深入到这一领域。
如果再将视线往后调, 这个被首款虚拟现实显示器Oculus R ift重新炒热的市场如今已经人才济济。谷歌、Facebook、索尼、三星正为此忙得不亦乐乎, 而微软、英特尔等也同样对此虎视眈眈。
但这些热闹似乎只属于媒体和极客们, 抛开那些各大展会上秀出来的各式样机和参数, 来自消费者的疑问一直存在, “那些宣传得足够酷炫的大众版虚拟现实设备上手后到底能做些什么?”
从未“完工”的Oculus说起
对于大多数技术派以外的存在而言, 虚拟现实技术更多是一个只可意会不可言传的存在, 大概知道怎么回事, 但具体又说不上来, 就这一点还得归功于每年大量的科幻作品都在不辞辛苦地描绘出一个个未来世界。
按照百度百科的严肃版解释, 虚拟现实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, 让使用者身临其境一般, 可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
当然, 以上部分只是名词解释。这早已被科幻作品充分演绎的技术, 曾在20世纪90年代掀起一股热潮但几年后就销声匿迹了。
而如今的“死灰复燃”还得从一家初创企业说起。
2 0 1 2年, 一家名叫O c u l u s的公司找到了众筹网站Kickstarter, 想筹钱把自己的虚拟现实头戴式设备开发出来。一个月内获得了超过9500人的240万美元众筹资金还不是Oculus最终成绩单。但作为一个众筹项目明星, Oculus真正走进公众视线是因为被Facebook花费20亿美元收购了。按照扎克伯格画的饼, Facebook的“数十亿人使用虚拟现实社交网络”的宏伟计划听上去充满了想象力。
其实, 如果只看当下, 科技领域内的厂商们似乎也已经达成共识:虚拟现实甚至是全息投射, 将在未来取代传统的电视、显示器, 带来更具代入感的显示效果。
只不过, 这家凭借Facebook巨额收购交易一夜间被人们知晓的初创公司已经让消费者等得太久, “什么时候能推出真正消费者级别的Oculus Rift虚拟现实头盔”这个问题已经被太多人在各种场合持续问了两三年。
在真正面向消费者版本的Oculus Rift继续保持接近完成状态的漫长时间里, 越来越多的头戴型虚拟现实显示器开始出现。其中, 索尼针对PS4游戏机推出的Project Morpheus, 看似山寨的低成本产品谷歌纸板眼镜Cardboard, 三星也推出了自己的虚拟现实设备Gear VR, 连LG都发布了一款基本上是谷歌虚拟现实纸板的塑料版, 还有HTC与PC游戏巨头合作开发的Valve等。而这个名单还不包括众多初创公司在众筹平台上集资的各种基于手机、PC的虚拟现实显示器。
造梦的N种可能
尽管虚拟现实技术从上世纪90年代起已经开始研究, 但就在两年前, 虚拟现实技术还在以龟速前进, 直到过去一年, 它才真正引起广泛关注, 而这背后的推动力包括硬件设备的重量减轻, 造价变低;液晶显示屏的分辨率有了飞跃的提升, 令效果更加逼真;还有Facebook 20亿美元收购Oculus的资本推动。
“从软件角度而言, 我们已跨过了转折点。”正在研究虚拟现实技术的斯坦福大学虚拟互动实验室创始人杰米里·拜伦森说。例如, 他在不久前刚刚把自己价值40000美元的装备换成Oculus RT, 后者只需要300美元。
杰米里·拜伦森介绍, 虚拟现实技术主要包括三个方面, 一是现实设备, 包括液晶显示屏以及目镜;二是追踪器, 追踪器将每时每刻地追踪用户感官的变化, 哪怕是非常微小的动作;三是漫游技术, 当用户发生动作时, 虚拟现实设备就会改变他周围的图景设置, 让用户感觉自己是在真实的场景中走动。
“虚拟现实对真实世界有很大作用。”杰米里·拜伦森说, 虚拟现实技术的应用可能改变人们的旅游方式、教育方式, 改善人们对环境的保护意识, 向人们传递利他主义。
例如, 斯坦福大学已经开始通过虚拟现实训练橄榄球运动员, 球员每周会通过虚拟现实装备进行防守训练。这种方式不仅能够让那些常常没有机会上场的“冷板凳”球员得到相应的训练, 还能够降低受伤的概率。目前, 已有职业联盟正在与斯坦福大学展开相关合作, 建立训练模板。
不仅如此, 虚拟现实技术还利用同理心的原理训练人们感知老人或者残疾人生活中的种种不容易, 从而形象生动地教育人们减少对年龄、性别以及种族的歧视。
在实验室里, 一部分受试者戴上了虚拟现实头盔设备, 在游戏中扮演超人, 并拿着胰岛素针剂拯救城市中一个生命垂危的孩子。游戏结束后, 受试者继续接受另一项测试——试验员“不小心”打翻一盒笔, 大部分受试者会马上把笔捡起来。与对照组相比, 用实际行动展现对身边人的关爱明显上升了35%。
而在实验室的另一组受试者中, 那些进入虚拟世界亲自锯掉一棵树的人, 回收废纸的意识提高了20%。这种名为“换位思考”的虚拟现实应用或将有助于问题的解决。
比如一个男人在虚拟环境下变成了一个女人, 在这个环境中会有男人对她骚扰, 虚拟现实提供了一种让被测试者感受到自己是一个女人的真实感受。拜伦森教授认为, 这会改变那些性骚扰者的心理和行为。
拜伦森教授甚至开玩笑表示, 如果虚拟现实数字化实验室做得太成功, 将来可能不会有人来申请读斯坦福大学了, 因为他们会去一个和真实的斯坦福一模一样的虚拟大学学习。
距离“阿凡达”还有多远?
经过几十年的技术积累和演进, 虚拟现实的产业正在开始蓬勃发展。IT巨头们都先后开始在虚拟现实上展开布局。
据杰米里·拜伦森介绍, Google、Facebook的创始人都是实验室的常客, 而Facebook的扎克伯格在和他谈了3个小时后, 很快斥资20亿美元收购虚拟现实设备开发商Oculus。此外, 他也先后接待过中国百度、腾讯和华为的来客。
“从没有一个时间这样合适, 虚拟现实技术迎来了黎明, 它改变现实的革命正在来临。”杰米里·拜伦森说。
他预计, 随着Oculus的虚拟现实装置价格达到消费电子级别, 用不了多久, 人们就可以在家中体验虚拟现实技术。
但在这之前, 虚拟现实的应用还有一些问题需要解决。
北京理工大学光电学院副研究员翁东东认为, 目前Oculus的产品虽然消费电子化, 但仍然具有相对较大的体积和使用门槛。“长时间使用的视觉体验和佩戴舒适度, 也将成为虚拟现实装置发展的重要方面。”在翁冬冬看来, 一体化头盔当下的参数中, 分辨率和视角度基本上都能满足要求, 而迟迟不能得到有效解决的参数是晕眩感, 毕竟身体存在于现实社会, 而感官却被带入另一个所谓的虚拟现实世界, 人体会本能地出现身体不受控制的漂移, 而画面延迟、系统刷新频率低则加剧了用户类似晕车晕船的体验症状。他认为, 当前的虚拟现实技术仍然集中在显示领域, 而针对触觉、嗅觉等其他领域的反馈仍然缺乏相应的解决技术。
为此, Oculus方面也曾坦言, 产品迟迟没有上市, 是希望以真正成熟、完美的形式来到消费市场。
但翁冬冬看到的改变是, 在这样一个现在还颇为小众的市场会随着越来越多的“大厂”入局快速铺开, 这意味着早前的单纯玩概念已经行不通了, 而创业公司想要活下去更多还是要拼产品。
“虽然不少‘大厂’开始推自己VR的产品, 但也不排除一些凑热闹的企业, 仓促上线, 具体有多少技术沉淀和有多大决心目前还看不出来。”在覃政的理解中, 手机头盔和一体化头盔选择的是不同的路线, 对于消费者而言, 一个是入门级, 一个骨灰级。搭配手机使用的头盔产品如果可以适配任何手机, 特别容易上量, 如果性能不错价格足够亲民, 在今年绝对有机会。而一体化的头盔, 在“大厂”竞争下创新企业想要走下去就必须要强调差异化。
北京大学心理学教授朱滢则认为, 虚拟现实与真实场景的空间认知存在差距, 如果把它作为一些教学或训练方式, 例如消防等领域, 有可能产生对真实情况的认知偏差。此外, 利用虚拟现实技术完成一些对人格和行为方式产生影响的训练, 但究竟能否形成长期稳定的影响, 还没有明确的研究成果, 这也是未来虚拟现实技术的研究课题。
杰米里·拜伦森也同时发出警告, 虚拟现实体验有可能具有成瘾性, 甚至导致一些不良后果。例如, 一个游戏玩家如果长期沉浸在虚拟现实技术营造的暴力游戏中, 他在现实世界中可能会变得更加暴力。
更为严重的情况在于, 虚拟技术的广泛使用可能导致人们模糊了虚拟与现实之间的边界, 从而产生道德或者法律风险, 而这些将改变现有社会体系, 造成新的社会问题, 甚至是社会秩序和道德法律的改变。
浅谈虚拟现实设计 篇10
自从人类进入了网络时代之后, 信息社会中的人类交流便进入了一种新的领域。这种信息交流手段是多元化的, 多种手段并存的, 其发展轮廓为:“图像→文字→三维环境→虚拟现实”。由于文字、图像很难说明事物变化的动态过程, 所以人们采用了三维环境的方式, 制作一个现实的实体, 来表现运动着的事物变化。其表现力虽然很充分, 但要受到空间、时间、材料的限制, 不能随心所欲的实现信息传递, 只能被动的接受, 而虚拟现实技术是计算机模拟的三维环境, 它集成了计算机图形学、多媒体、网络、并行处理等技术。它以模拟方式为使用者创造一个实时反映实体对象相互作用的三维图像世界。在视、听、触、嗅等感知行为的逼真体验中, 使用者仿佛置身于一个虚拟的世界中, 产生融合性。这种获取信息的行为完全是主动的, 使用者想看到哪里就达到哪里, 并可以亲自成为最新设计的操作手, 从中获得无穷的乐趣, 而完成这一切只需晃动你手中的鼠标而已。这就是它与传统三维环境最大的区别, 也是作为交互式媒体设计手段的最大优势所在。
虚拟现实有三大特点:浸沉感 (身临其境) 、交互性和构想性。
浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中, 犹如身临其境, 具有和在真实环境中一样的感觉;交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受, 而是可以通过自己的动作改变感受的内容, 从而达到人机交互;构想性指虚拟的环境是人构想出来的, 因而可以用以实现一定目标的用途, 是人想象力与现实的最佳结合。
在我们身处的世界中, 决大多数都是三维体, 所以虚拟现实所创造出来的三维数字体更贴近我们的生理需求, 三维物体的变化远远丰富于两维的物体。三维数字的生命体突破了物质世界构成的束缚, 它更自由更丰富, 限制它的只有你的想象力。正因为它突破了纯理性的物质世界的束缚, 所以虚拟的生命体更富于情感的感性特征, 能更加贴切的表达真实情绪的波动。体验在这个人工构筑的虚拟世界中, 时时刻刻都如处“现实”, 虚拟现实也正是利用于此, 来更好的感染观者达到传输准确信息的目的。
2、虚拟现实设计自身的生命力
虚拟现实的设计是纯数字化的设计手段, 他的全部的信息结构都是数字组成的, 这就使它的准确性精度非常高, 和现实中的物体都是一样的, 只不过一个是实体, 一个是虚拟。数字化的体系使得信息的更新和传播的速度大大加快。数字生命体摆脱了惰性的物质可以无限制的变化, 物质世界不再是一个不变的固态媒介, 而是一个不断变化的流体。信息科技和通讯设施的发展为我们打开了人类经验的一个崭新的方面。这种经验不受物质的制约, 也不受时空的束缚。于是我们可以创造出想要的一切的可能性, 可以像玩魔术般的创造我们的信息和它的载体, 创造出虚拟的现在、过去和将来各种各样的情景, 以至于更加丰富我们的感情世界。
虚拟现实是数字化社会的深化, 我们生活于各式各样的数字空间中, 聊天室、虚拟社区等都是这种数字化的雏形。然而这些数字符号给用户的感觉并不真实。它只能被看作数字化社会的一种原始形态, 就如亿万年前, 生命产生之前的那些原始细胞一样。好莱坞的超级想象力己在我们面前描绘出了一幅宏伟蓝图, 看一看《黑客帝国》, 将来的数字化虚拟社会是如此的真实, 以至于人己经分不清什么是真实, 什么是虚幻了。
3、虚拟现实技术的应用与未来
虚拟现实技术的研究已经成为了计算机图形学最有前途的领域之一, 也是是目前计算机领域的热点之一。在一些发达国家虚拟现实在各行各业得到了广泛的应用, 并产生了巨大的社会效益和经济效益。虚拟现实一大特点是真实感、临场感, 事实上我们向观者所表现的已不仅仅是图象、视频和声音这些极为普遍的媒介形式, 而是缔造一种全模拟真实环境。
虚拟的技术已被多学科采用, 如大家熟悉的Google数字地球, 它通过卫星照片和模型三维仿真的形式再现了地球, 使你不出家门就能够到达世界的每一个角落。
虚拟现实技术的应用领域非常广, 它可广泛应用于各种研究领域, 如数字城市与规划、房地产开发、场馆仿真、游戏设计、展示设计、军事模拟、生物分子结构模拟等等。
(1) 数字城市与规划
由于城市规划项目的关联性、复杂性和前瞻性要求非常高, 城市规划一直是对全新的可视化方案需求最为迫切的领域之一。运用城市规划仿真系统可以使政府规划部门、项目开发商、工程人员和各界人士可从任意角度, 实时互动真实地看到规划效果, 这是传统手段如沙盘、效果图、平面图等所不能达到的。
由于虚拟现实系统能够实时地对规划项目进行真实的“再现”, 很多不易察觉的设计缺陷能够轻易地被发现, 从而大大减少了由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾。
(2) 房地产开发
房地产开发仿真系统和虚拟样板房系统不仅能使开发商与建筑师、规划师、景观设计师排除由于技术语言而造成的交流障碍。使交流更加直观化, 客观化。而且能让公司各部门排除由工种不同而造成的沟通障碍, 极大的促进了工作效率。系统对项目的每一个阶段性方案都实行动态模拟和互动对比, 降低或避免开发风险, 减短项目开发周期, 降低开发成本从而提高房地产项目全面决策的科学性和整体开发管理的有效性。
房地产开发仿真系统和虚拟样板房系统以虚拟现实技术平台为基础, 以同样的工作模式将房地产楼盘建筑外观, 景观绿化, 各款户型的最终设计结果, 通过计算机图纸绘制成精确的三维数字模型, 导入虚拟程序, 模拟建成后的真实效果, 通过液晶大屏幕输出, 完美构筑一个逼真, 明晰的高端展示环境。客户不仅获得身临其境般的体验, 更可自主, 随意的进行室内外漫游观看, 实时信息查询。
(3) 场馆仿真
提前展示场馆面貌, 规避设计风险, 供市民浏览是做场馆仿真的主要意义, 而这一切都离不开虚拟现实技术。对于一个场馆的建设, 最主要的就是规划设计, 规划设计部门可对奥运场馆建设完成后的实际效果做“现场”评估, 及时发现并解决问题。规划建设一旦实施, 变成现实世界的真实存在, 其结果就不可逆转了。利用虚拟现实及网络等先进技术, 普通市民则可以潇洒地进行场馆虚拟漫游, 并根据自己的感受提出建设意见。如第29届奥运会的主比赛场馆鸟巢、水立方在施工建设之前均进行了场馆建设设计仿真, 在建成后将其放到互联网上供市民全方位的体验浏览。整个数字奥运场馆仿真是应奥组委需要而设计的, 它可提供奥运会场、北京空间地理信息以及各种环境、人文等信息。
设计的生命在于创造, 而我们要善于利用一切可以利用的手段为社会服务。
设计师是新思想的缔造者, 应该关心新技术给我们人类的思想和行为所带来的变化。合理的安排人与数码科技之间的关系, 应该是我们现阶段所关心的主题。在现代的设计活动中, 由于数码科技和计算机图形学的飞速发展。虚拟现实设计已经越来越普及, 并最终成为三维仿真、环艺设计、游戏设计等设计的主题。
浅谈虚拟现实 篇11
关键词：虚拟现实，虚拟实在，虚拟，现实
中图分类号：N04 文献标识码：A 文章编号：1673-8578(2012)03-0033-05
作者简介：刘为龙（1985—），男，山东青岛人，北京化工大学北方学院艺术院教师，研究方向为新媒体艺术设计。通信方式：liuweilong1985@163com。 虚拟现实，也称作“虚拟实在”，是20世纪基于计算机技术发展的人类科学的巨大进步。对于什么是“虚拟现实”这个问题，目前的研究从不同的角度有着不同的看法。
一 从语义角度的研究 从语义的角度来解释虚拟现实，目前被专家学者普遍认可并广泛引用的是以美国网络文化专家迈克尔·海姆对虚拟实在的语义解释为代表，通过词典中对“虚拟”（virtual）和“现实”（reality）的解释而得到“虚拟现实”（virtual reality，VR）的解释：“虚拟实在是实际上而不是事实上为真实的事件或实体。”［1］
国内也有一些学者从语义的角度对虚拟现实进行分析。郭贵春、成素梅认为，从语义上看，“virtual reality”这一术语在计算机和电子技术领域内被翻译为“虚拟现实”，而在哲学领域内被翻译为“虚拟实在”，它是指“在功效方面是真实的，但是，事实上却并非如此的事件或实体”［2］。这一观点与迈克尔·海姆的观点非常相似。我国审定公布名词的权威机构全国科学技术名词审定委员会将“virtual reality”在资源科技、地理信息系统、计算机科学技术、自然辩证法、通信科技、地理学等领域中的中文术语统一定为“虚拟现实”，为这一术语的规范使用提供了依据。
另外，张怡则通过对可能与虚拟的区分，认为在人类的经验世界中应该存在着两类不同性质的实在，它以两种不同的基本形式存在：一种是受必然性支配的实在世界(可能会演变成现实)；另一种是受创造性支配的实在世界(虚拟会过渡到实际)，后者就是虚拟实在，它是一种实际上而不是事实上的真实的事件或实体［3］。这一观点考察了虚拟现实的两种存在形式，而对于虚拟现实到底是什么，仍然同迈克尔·海姆的观点保持了一致。
单美贤、李艺通过查阅韦氏大词典、BBC英语词典和牛津辞典，将虚拟世界(virtual world)理解为一种在效果上而不是事实上真实存在的世界，它通过人的感知、想象，在行为空间中得以展现和存在［4］。这一观点则更多的从存在形态上来分析虚拟现实。
虚拟与现实在语义上是一对相互矛盾的词。也就是说，虚拟现实，是现实，但又不是现实，它是对现实的模拟与反映，却并非真正事实意义上的现实。
二 从技术角度的研究 由于虚拟现实是建立在技术的基础之上而实现的一种环境事件或实体，因此从技术的角度来分析虚拟现实的含义无可厚非。迈克尔·海姆曾总结了广义的虚拟现实的七个方面：模拟性、交互作用(互动)、人工性、沉浸性(身临其境)、遥在(远程显现)、全身沉浸以及网络通信(网络化交往或交流)［1］。后来由于计算机和网络的飞速发展对虚拟现实技术的影响，他又提出了狭义的虚拟现实，认为虚拟现实作为一种主体认识的新技术，至少表现出三个“I”的特征，即身临其境的沉浸感(immersive)、人机界面的互动性(interactivity)，以及实现远程显现的信息强度(information intensity)［1］。
布尔代亚（Grigore CBurdea）和夸费（Philippe Coiffet）在《虚拟现实技术》［5］一书中指出，虚拟现实具有三个最突出的特征，即 “3I”特性：交互性(Interactivity)、沉浸感(Illusion of Immersion)和构想性(Imagination)。这个观点也是广大哲学学者探讨虚拟实在的基础，金吾伦就在此基础上认为，从技术上看，VR是一种以动态形式创造一种可选择的数据表达的系统［6］。英国学者戴维·多伊奇将虚拟现实通俗地表达为这样的一类情景：人感觉自己好像正在经历某个环境，它不仅覆盖了广泛的用户感觉，而且用户和被模拟实体间有相互作用［7］。
从技术实现的角度来讲，翟振明认为虚拟现实是一个由电脑作为中央协调处理器，把人工产生出来的对各感官的刺激综合起来从而使人进入浸蕴体验的系统（浸蕴体验即一种与自然空间绝缘，在人造三维视场里被各种人造物体影像包围，从而把自己的身体也看作这个人造视场中的存在物的体验）［8］。郭贵春、成素梅认为，在技术实践的意义上，“虚拟现实”是合成“实在”的一种手段，其根本前提是为人与计算机的共同工作创造更直接的交互方式，使参与者在虚拟世界中可以做类似于真实世界中可能实现与不可能实现的事情［2］。
三 虚拟现实概念在相关
领域研究的述评 （一） 在传播学领域的研究评述
在传播学领域对于虚拟现实的广泛讨论是近几年才出现的，虚拟现实技术由于其本身的技术优势和对传播活动所带来的巨大影响，使人们不得不对此做出反应，进而展开热烈的讨论。
网络传播作为新兴的传播形态，是一个采用新的传播技术和新媒介形态的传播典范。同一般的社会行为和传播活动相比，网络行为本身就带有虚拟的特征。何明升、李一军在《网络生活中的虚拟认同问题》一文中明确表示：“网络生活的虚拟性，是建之于20世纪90年代兴起的虚拟现实技术之上的。通过虚拟现实技术，人与人之间的互动关系转换成了人-机互动或人-机-人互动，从而使网络生活具有了明显的虚拟性。” ［9］杨富斌在《虚拟实在与客观实在》一文中也开门见山地说：“虚拟实在技术导致产生了一个崭新的世界——虚拟世界。就目前已经实现或部分实现的方面而言，已有虚拟驾驶、虚拟企业、虚拟银行、虚拟办公、虚拟旅游、虚拟情感、虚拟友谊、虚拟医疗、虚拟购物、虚拟游戏、虚拟图书馆、虚拟团体、虚拟社区，甚至虚拟国家等。” ［10］网络传播本身带有虚拟性，但网络传播并非就是虚拟的，只是说这种传播活动借助互联网这个实时通信平台而发生，受众的传播活动带有一定的虚拟性，但仍然是一种现实的社会活动。虚拟现实要依附于一定的数字化空间，互联网是一个最好的传播平台。但是虚拟现实并非仅止于此，人们的行为对象还可以是现实中不存在的“构想”。因此，互联网可以给虚拟现实提供一个信息交流的数字化传播平台，但虚拟现实更加注重的是传播内容的创造。
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（二） 在哲学领域的研究评述
从哲学的角度来对虚拟现实进行的分析研究，是目前该领域中讨论及分歧意见最多的课题之一。大致可以归纳为以下几种不同观点：认为虚拟现实是一种客观实在、意识系统、第三世界、第四世界、信息等。
1 认为虚拟现实是一种客观实在
这种观点认为，虚拟现实无论从词源意义上说，还是从实际意义上说，都是一种实实在在的现实［11］。它与现实实在一样能给人以真实的感觉和经验，因而二者在本体论上是等同的［8］。虚拟实在一旦生成就是一种客观实在，是一种新的物质形态，是物质运动的一种特殊形态［12］。
这种观点主要是认为虚拟现实无论是从技术手段、物理和表现载体、描述对象、存在空间而言，都是客观实在的，是对现实的复制与再现，现实世界是客观实在的，因而虚拟现实也是一种客观实在。这种观点忽视了虚拟现实对人的意识形态的作用和对现实世界的超越以及其本身的创造性。虚拟现实虽然是对现实的模拟，但绝不等同于现实，因而也就不能以此推断虚拟现实也是一种客观实在。
2 认为虚拟现实是意识活动的表现形式
这种观点认为人在虚拟现实系统中所感知到的一切都只不过是自己脑海中的意识活动。从物质和意识相区分的角度，虚拟实在本质上是意识活动的表现形式，或VR技术操作的精神表象［13］。胡心智提出，虚拟实在是人的意识的外化［14］。
这种观点与第一种观点刚好相反，却走向了另一个极端，即不承认虚拟现实的客观实在性。
3 认为虚拟现实属于第三世界
波普尔的“世界3”理论把世界区分为三个：“第一，物理客体或物理状态的世界；第二，意识状态或精神状态的世界，或关于活动的行为意向的世界；第三，思想的客观内容的世界，尤其是科学思想、诗的思想以及艺术作品的世界。”也就是说，存在着的东西除了物质和精神之外，还存在一个中间的过渡形态，即第三世界。
因此有学者认为，虚拟实在与物质和精神都有关联，但又不能简单地归于哪一类，它是信息存在的一种基于高技术的人工集合，可以称为“世界3”的当代形式。虚拟实在本质上是不同于现实实在的信息实在、数字实在和数字化实在，在本体论归属上有双重性，物质和人的意识是虚拟实在的共同本体论承托［15］。
这种观点相对中立，也就是说虚拟现实与精神和物质都有联系，是对现实世界的客观反映，同时又是人的精神产物，因而不应将其武断地界定为物质或是精神的，而是属于中间的过渡形态。
4 认为虚拟现实属于第四世界
孙慕天从符码与其指称物分离并相对独立地演化和发展的角度出发，提出外在物理世界、主观精神世界、客观知识世界和符码世界即世界4。认为世界4是虚拟自然，是原生自然、人工自然之后的第三自然；是在世界1、世界2和世界3的基础上产生、存在和发展的，它支撑着世界1、世界2和世界3，并因此获得意义和价值［16］。张之沧也提出第四世界的观点，认为第四世界就是信息世界，就是人类借助信息、数字、理念和丰富的想象力构造的虚拟现实。第四世界借助于电脑而不同于主观世界，虚拟世界离开电脑立刻就化为乌有。在这个意义上，第四世界不同于波普尔的第三世界。因为世界3是一个可以看得见、摸得着的世界。世界4与世界3相比，具有虚拟性、非真实性、变动性、开放性、简单性、普通性、高效性、迅速性、经济性、集中性、凝缩性、自解调节性、可操作性等诸多世界3所没有的特征［17］。
5 认为虚拟现实是一种信息
更多的学者同意将虚拟现实的本质看作是一种信息。也就是说在这个虚拟现实系统中所提供给人的无非是数字化的、符号化的信息。关于这些信息，沈骊天认为，这些信息是实实在在的物质载体系统上承载的实实在在的信息，具有客观存在的客体的基本属性［18］。而邬焜则提出，“虚拟实在”所虚拟的并不是什么实在，而仅仅是信息，这一虚拟的信息本身不可能是实在的。“虚拟实在”实际上是“虚拟信息”，它与实在对象直接对应显现的信息相区别［19］。
在哲学领域对虚拟现实的本质的讨论是争议最多的，这也从侧面反映了虚拟现实的复杂性。正因为这样一个由技术所营造的环境，对人的感官、心理和精神产生了巨大的影响，作用于人的社会生活和意识形态，使人一时之间很难分清楚这样一个虚拟环境与真实环境之间的区别与界定，才致使人们无法对其本质做出一个统一的判断，只能从不同视角、不同领域、不同研究方向得出不同的观点。
（三） 在社会学领域的研究评述
在社会学范畴研究虚拟现实，主要是由于虚拟现实技术的发展带来社会活动的虚拟化所产生的各种社会问题。随着计算机和网络技术的发展，普及程度越来越高、低龄化程度越来越高，在人们的现实生活中，还将出现越来越多的虚拟而实在的东西，人们将在很大程度上生存、生活在一个“虚拟世界”中，人的社会化过程很大程度上都要受到这个虚拟环境的影响。
与虚拟现实相关的内容已经扩大到了与人和社会相关的许多方面，像“人工现实”(artificial reality) 、“虚拟环境”(virtual environment)、“赛伯空间”(cyberspace)、“虚拟社区”（virtual community）等。
虚拟社区是借助计算机科学而形成的网络社区，这种社区内容复杂多样，影响到人类社会的方方面面，在社会的持续发展中，虚拟社区所起的作用有时是空间社区和精神社区所起不到的。因此，可以这样认为：“虚拟”并不是作为客观存在的客观，而是作为主观存在的客观［20］。
相对于传统社区，虚拟社区扩展了社区的可达范围、深度以及成员之间的交互方式，成员使用虚拟身份与人交流，还可以实现虚拟角色互换，体验不同于真实社会的角色实践活动。但是虚拟社区也有一些负面的作用，例如网络成瘾、网络犯罪、网络无政府主义、网络暴力等社会问题，影响到人的真实社会生活，这也是从社会学的角度探讨虚拟现实技术所带来影响的重点内容。
（四） 在艺术领域的研究评述
在艺术领域对虚拟性的研究由来已久，从18世纪的古典主义和新古典主义艺术的经验到今天的互联网再到未来的虚拟现实，都可以纳入这段历史。然而，以前对虚拟的陈旧体验都是对不很逼真之物的被动注视。而电脑生成的环境所能提供的却是一种互动性的虚拟景观，这是前所未有的。许多有乌托邦色彩的主张因为虚拟而被炮制出来［21］。
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在艺术领域对虚拟现实的研究主要是从视觉文化的角度来探讨虚拟现实技术的发展所形成的一种新的艺术形式。
（五） 在认知心理学领域的研究评述
在这一领域对虚拟现实的研究主要是从认识论的角度出发，认为虚拟现实在本质上是对现实世界的反映，是一种新的认识形式。
虚拟现实对现实的反映并不是在人脑中完成的，而是以人脑为基础，借助于机器语言，通过人机结合，在电脑中实现的。由于虚拟现实技术的运用，使得这种反映以逼真的形象（其实是三维立体数据图形）呈现在人的面前，使人产生接近真实的三维视觉、立体听觉、质感的触觉和嗅觉……因此，从本质上说，虚拟现实是对现实的反映，是数字化、网络化技术背景下人的认识的第三种形式或形态，即虚拟形态或虚拟认识［22］。
从认识论的角度来看，虚拟现实用符号化、数字化的表现形式来反映外部客观世界，兼具感性思维的具象性和理性思维的抽象性，它将改变我们的感觉和知觉模式，提供一种新的认识世界的方法。
四 总 结 总的来说，虚拟现实作为一种新生事物，并非局限于单一的计算机领域，而是扩展渗透到政治、军事、经济、科技、教育、文化等各个领域，给社会生活的方方面面和个人的生存与生活模式都提供了新的可能性，因而各个学科领域都从不同的视角对其进行了不同程度的研究。对于未来的发展前景而言，虚拟现实也不可能仅作为一个简单的技术而存在，必然会从思维、认知和社会等层面改变人们的生活与社会存在模式。这样一来，从最根本的概念出发，深入理解什么是虚拟现实，就显得尤为重要，这为我们未来在不同领域理解和应用虚拟现实提供了最坚实的认知基础。
参 考 文 献
［1］迈克尔·海姆从界面到网络空间——虚拟实在的形而上学［M］金吾伦，刘刚，译上海科技教育出版社，2000：111112，113-119
［2］郭贵春，成素梅虚拟实在真的会导致实在论的崩溃吗?——与翟振明商榷［J］哲学动态，2005（4）：15-19
［3］张怡虚拟实在论［J］哲学研究，2001（6）：7278
［4］单美贤，李艺论经验的完整性：现实与虚拟的结合［J］南京师大学报：社会科学版，2003（2）：27-32
［5］CBurdea Grigore，Coiffet Philippe虚拟现实技术［M］北京：电子工业出版社，2005
［6］金吾伦关于Virtual Reality翻译种种［N］光明日报，1996-10-28
［7］戴维·多伊奇真实世界的脉络［M］梁焰，黄雄，译桂林：广西师范大学出版社，2002：84-85
［8］翟振明虚拟实在与自然实在的本体论对等性［J］哲学研究，2001（6）：62-71
［9］何明升，李一军网络生活中的虚拟认同问题［J］自然辩证法研究，2001（4）：14-17
［10］杨富斌虚拟实在与客观实在［J］社会科学论坛，2001（6）：21-23
［11］康敏关于“Virtual Reality”概念问题的研究综述［J］自然辩证法研究，2002（2）：77-80
［12］窦爱兰对虚拟实在的本体论思考［J］理论学刊，2004（2）：83-84
［13］吴志坚，章铸虚拟现实：网络时代的技术福音?——兼与李湘德、钱振勤二同志商榷［J］自然辩证法研究，2000（4）：27-31
［14］胡心智虚拟技术与马克思的实践观［J］皖西学院学报，2005（1）：5-7
［15］肖峰虚拟实在的本体论问题［J］中国社会科学，2003（2）：117-125
［16］孙慕天论世界4［J］自然辩证法通讯，2000（2）：88-91
［17］张之沧从世界1到世界4［J］自然辩证法研究，2001（12）：17-18
［18］沈骊天虚拟技术的载体形式与虚拟世界的信息本质［J］江海学刊，2002（4）：50-55
［19］邬焜虚拟与实在和信息——与《实在论的最后崩溃》一文的作者讨论几个问题［DB/OL］中山大学哲学系在线论文：http：//philosophyzsueducn/NewPaper/targetpapers/REVIEWS2/wudoc
［20］吴敏飞虚拟社区的社会学范式重建与发展［J］中国科技信息，2010（2）：32-34
［21］尼古拉斯·米尔佐夫.视觉文化导论［M］倪伟，译江苏人民出版社，2006：113
［22］彭列汉虚拟现实：认识的第三种形式［J］理论月刊，2003（2）：63-65动 态
海峡两岸植物学名词对照稿大陆专家讨论会在京召开
2012年3月15日，海峡两岸植物学名词对照稿大陆专家讨论会在北京大学生命科学院召开。与会专家包括中国科学院植物所孙敬三研究员、李承森研究员、孔宏智研究员、黄建辉研究员，北京大学顾红雅教授、瞿礼嘉教授、饶广远教授，中国农业大学张蜀秋教授，全国科技名词委高素婷编审等。
本次会议主要针对第一版植物学名词未收录、台湾专家提出增补的1500余词条进行了讨论。由于会前已经就台湾专家提出增补的词条先行拟定了所对应的大陆名，并发给大陆专家审阅，同时将专家的反馈意见进行汇总，所以通过一天的紧张讨论，基本确定了需要增补和建议删除的词条。
（高素婷）
虚拟现实技术及其应用 篇12
关键词：虚拟现实技术,系统组成,主要内容,基本特征,分类,应用
1 前言
虚拟现实 (Virtual Reality) 又简称VR, 虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境, 它可以是现实中能够实现的, 也可以是现实中难以实现的或根本无法实现的;而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此, “虚拟现实”是指用计算机生成的一种特殊环境, 人们可以通过使用各种特殊的装置将自己“投射”到这个环境中去, 并通过操作、控制环境, 实现特殊的目的, 人则是这种环境的主宰。概括地说, 虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式, 与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比, 虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。
2 虚拟现实系统
2.1 虚拟现实系统的组成
虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等几个部分组成。虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性, 为了实现人机之间的充分信息交换, 必须设计出特殊的输入工具和演示设备, 以识别人的各种输入命令, 且提供相应反馈信息, 实现真正的仿真效果。不同的项目可以根据实际的应用, 有选择地使用如下工具, 主要包括有:头盔式显示器、传感手套、屏幕式或房式立体显示系统、三维立体声音生成装置等。
虚拟现实技术主要包括三个部分, 即三维计算机图形技术、多种功能传感器的交互式接口技术和高清晰度的显示技术。
2.2 虚拟现实技术
2.2.1 虚拟现实技术的主要内容
概括起来, 虚拟现实系统技术的内容主要表现在如下几方面:
(1) 虚拟现实首先是一种可视化界面技术, 可以有效地建立虚拟环境, 这主要集中在两个方面:一是虚拟环境能够精确表示物体的状态模型, 二是环境的可视化及渲染。
(2) 虚拟现实技术仅仅是计算机系统设置的一个近似客观存在的环境, 为用户提供逼真的三维视感、听感、触感和嗅感的感受, 它是硬件、软件和外围设备的有机组合。
(3) 用户可通过自身的技能, 以6个自由度在这个仿真环境里进行交互操作。
(4) 虚拟现实技术的关键是传感技术。
(5) 虚拟现实离不开视觉和听觉的新型可感知动态数据库技术。可感知动态数据库技术与文字识别、图像理解、语音识别和匹配技术关系密切, 并需结合高速的动态数据库检索技术。
(6) 虚拟现实不仅是计算机图形学或计算机成像生成的一幅画面, 更重要的是人们可以通过计算机和各种人机界面进行交互, 并在精神感觉上进入环境, 它还需要结合人工智能, 模糊逻辑和神经元技术。
2.2.2 虚拟现实技术的分类
虚拟现实技术可以分为四种类型, 即桌面级的虚拟现实、投入的虚拟现实、增强现实性的虚拟现实和分布式虚拟现实。
(1) 桌面级的虚拟现实
桌面级虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真, 计算机的屏幕用来作为用户观察虚拟境界的一个窗口, 各种外部设备一般用来驾驭虚拟境界, 并且有助于操纵在虚拟情景中的各种物体。这些外部设备包括鼠标, 追踪球, 力矩球等。它要求参与者使用位置跟踪器和另一个手控输入设备, 如鼠标, 追踪球等, 坐在监视器前, 通过计算机屏幕观察360°范围内的虚拟境界, 并操纵其中的物体, 但这时参与者并没有完全投入, 因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面级的虚拟现实最大特点是缺乏完全投入的功能, 但是成本也相对低一些, 因而, 应用面比较广, 常见桌面级虚拟现实技术有基于静态图像的虚拟现实技术、VRML (虚拟现实造型语言) 、桌面CAD系统等。
(2) 投入的虚拟现实
高级虚拟现实系统提供完全投入的功能, 使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其它设备, 把参与者的视觉、听觉和其它感觉封闭起来, 并提供一个新的、虚拟的感觉空间, 并利用位置跟踪器、数据手套、其它手控输入设备、声音等使得参与者产生一种身在虚拟环境中、并能全心投入和沉浸其中的感觉。
(3) 增强现实性的虚拟现实
增强现实性的虚拟现实不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界, 而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受, 也就是增强现实中无法感知或不方便感知的感受。这种类型虚拟现实的典型实例是战机飞行员的平视显示器, 它可以将仪表读数和武器瞄准数据投射到安装在飞行员面前的穿透式屏幕上, 它可以使飞行员不必低头读座舱中仪表的数据, 从而可集中精力盯着敌人的飞机和导航偏差。
(4) 分布式虚拟现实
如果多个用户通过计算机网络连接在一起, 同时参加一个虚拟空间, 共同体验虚拟经历, 那虚拟现实则提升到了一个更高的境界, 这就是分布式虚拟现实系统。
3 虚拟现实技术在广播发射台的应用
Web3D技术是随着互联网与虚拟现实 (Virtual Reality) 技术的发展而产生的, 其目的在于在互联网上建立三维的虚拟世界。目前, Web3D技术在电子商务、远程教育、工程技术、计算机辅助设计等领域已经获得了广泛的应用。
将Web3D技术引入到仿真发射机工作过程中, 将虚拟发射机构建在Web之上, 具有其特殊的意义。虚拟发射机提供了与操作人员的交互和仿真效果, 更能使得全局各个发射台的操作人员在全国范围内通过Internet进行交流和学习。
“虚拟发射机”可以狭义的理解为与发射机真实的存在是相对应的, 是以计算机数据形式存在的虚拟发射机环境。真实的世界是具体而复杂的, 虚拟发射机环境只能是抽取真实世界的个别方面, 比如, 人们关心的外部空间的视觉要素, 发射机的形体构成等。虽然只是现实世界的个别方面, 但虚拟发射机却有重要的意义, 可为虚拟发射机的环境提供仿真效果。
目前, 在互联网上已经出现了不少采用Web3D技术构建的虚拟建筑。通过该技术, 人们可以随时随地的通过互联网访问该建筑。用户可以进入虚拟的建筑中, 在任何地点观察该建筑, 实现实时漫游, 设计人员则可借此更有效地推敲建筑与环境的空间关系, 建筑物、建筑环境、市政设施等都可以以三维数据的形式存储和再现, 从而为设计者提供更直观的设计依据, 更可以在Web环境下共享数据资源;同样, 用虚拟发射机仿真真实的发射机, 用户可以象操作真实的发射机一样对发射机进行操作, 与虚拟发射机进行交互, 达到学习了解和排除发射机故障的目的, 具体可实现如下功能:
(1) 以发射机为基础, 对其设备进行完整的再现, 并仿真出设备相应的功能。
(2) 通过设定不同的等级, 用仿真的形式学习和掌握设备的操作和应用。
(3) 仿真操作者对设备的故障进行判断和处理。
(4) 通过用户的操作, 在额定时间内完成, 可以评判出一定的分数, 并可以提升等级。
3.1 软件基本架构的划分
仿真发射机设计软件基本架构可分为实体图形部分、操作实现部分和基本信息部分。
(1) 实体图形部分
实体图形部分是本系统一个相当重要的部分, 它是仿真系统的基础。这部分的实现方法我们采用了最新的3DMAX建模技术, 最大化的与原形逼近。实体图形文件放在web服务器上, 在APPLET客户端通过URL访问文件。
(2) 操作实现部分
操作实现部分可实现几何体的放大、缩小、平移、旋转、拾取等功能。在java3D中调用显示3DMAX生成的模型文件, 对三维对象进行编程操作。
(3) 基本信息部分
该部分包括基本用户信息、几何体文件的存放路径等。这些基本信息的设计, 通过数据库实现, 基本信息存放在数据库中。
3.2 软件的架构和流程
仿真发射机整个软件系统可以分为四部分, 即培训学习、成长之路、考试、综合管理 (见图1) 。其中, 第一部分为数据输入模块, 可用Java编写, 它完成了初始数据输入、文件导入和将数据存储到数据库等功能, 其它三个部分也是用Java完成, 可以独立运行, 因为它们都是基于数据库的, 数据库就成为了它们之间的桥梁。
3.3 仿真发射机的实例
下面举一个“实习值班员从开始进入界面, 登陆后, 进入仿真发射机系统”的实例, 介绍虚拟技术的实际应用。
根据仿真发射机辅助培训系统第一期的目标, 我们软件方案的主要系统功能可以分为:培训学习、成长之路、考试、综合管理等四个方面 (见图1) 。
(1) 培训学习功能
培训学习的主要内容包括:规章制度的学习、发射机的部件认知讲解、开关机、检修、常用工具的使用以及故障的处理等部分。该功能可以不分等级、不计时间, 提供系统中的所有功能供操作人员学习。
(2) 成长之路功能
使用该功能模块的用户必须首先登陆该系统。如果是初次使用, 用户就需要注册。初次注册的用户积分是500。当用户登录以后, 系统会自动判断用户的级别, 根据该用户的级别显示该级别难度的操作;以后根据综合管理中设置的操作分数, 当一个操作正确完成后, 就给用户加分, 操作不正确不加分;当用户的积分累积增加到系统设定的更高级别的分数后, 用户的级别就自动提升。
(3) 考试功能
当需要进行考试时, 用户登录考试系统模块, 用户根据当前登录用户的级别, 自动生成该级别的试题, 在规定的时间内用户答题, 时间到后, 用户提交, 系统会自动给当前用户计分。
(4) 综合管理功能
(1) 定义发射台信息、发射台人员信息和等级设置等。
(2) 设备操作定义:定义某种型号发射机的操作和操作步骤, 定义操作步骤的分数。
(3) 故障定义:给某种设备操作步骤定义故障和定义解决该故障的分数。
(4) 检修定义:定义检修操作的分数和检修设备的流程。
(5) 常用仪器、仪表的使用:定义常用仪器、仪表的操作步骤和定义操作使用的分数。
4 小结
虚拟现实技术正广泛的应用于现代教育等技术理论与实践的诸多领域中, 为实验类课程的教学改革及现代远程教育提供了技术支持, 而且必将有助于人们的思维和创新, 成为对人们已有概念进行深化和获取新概念的有力工具。