技術(shù)介紹

　　VR = Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)，或稱靈境技術(shù)，實(shí)際上是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

　　友好度很重要

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為社會(huì)生活中不可缺少的重要組成部分，友好的人機(jī)接口技術(shù)很早已成為人們關(guān)心的一個(gè)重要課題，因?yàn)橐粋€(gè)比較差的人機(jī)交互接口很可能將使一個(gè)功能很強(qiáng)的產(chǎn)品變得不可接受。

　　總體來(lái)講，人機(jī)接口技術(shù)主要研究方向有兩個(gè)方面：（1）人如何命令系統(tǒng)（2）系統(tǒng)如何向用戶提供信息。

　　眾所周知，人在使用計(jì)算機(jī)方面的感受（即人機(jī)交互部分的友好度）直接影響到人對(duì)系統(tǒng)的接受程度，而這兩個(gè)方面直接決定了人機(jī)交互部分的友好度。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)

　　互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨使得人類(lèi)的交流采用了新的方式，進(jìn)入了新的領(lǐng)域。具體發(fā)展過(guò)程如下：命令界面—圖形用戶界面—多媒體界面—虛擬現(xiàn)實(shí)。

　　那么，什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？

　　虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR），是由美國(guó)VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（Jaron Lanier）在20世紀(jì)80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。其中，計(jì)算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境（即Virtual Environment，簡(jiǎn)稱VE）。

　　2014年3月26日，美國(guó)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)Facebook宣布，將斥資20億美元收購(gòu)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)公司Oculus VR。[3]  Facebook 首席執(zhí)行官M(fèi)ark Zuckerberg堅(jiān)信虛擬現(xiàn)實(shí)將成為繼智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)設(shè)備之后，計(jì)算平臺(tái)的又一大事件。并計(jì)劃將Oculus的應(yīng)用拓展到游戲以外的業(yè)務(wù)，在此之前，Oculus主要用于為人們?cè)谟螒蜻^(guò)程中創(chuàng)造身臨其境的感覺(jué)。 Facebook收購(gòu)Oculus，使得虛擬現(xiàn)實(shí)這個(gè)科技行業(yè)小眾的名詞，開(kāi)始為更多業(yè)外的人們所熟悉。業(yè)內(nèi)人士稱，虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)隔70多年，又迎來(lái)了春天。

　　2015年3月在MWC2015上[4]  ，HTC與曾制作Portal和Half-Life等獨(dú)創(chuàng)游戲的Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的VR虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔產(chǎn)品HTC Vive亮相。HTC Vive控制器定位系統(tǒng)Lighthouse采用的是Valve的專(zhuān)利，它不需要借助攝像頭，而是靠激光和光敏傳感器來(lái)確定運(yùn)動(dòng)物體的位置，也就是說(shuō)HTC Vive允許用戶在一定范圍內(nèi)走動(dòng)。這是它與另外兩大頭顯 Oculus Rift 和PS VR的最大區(qū)別。該套件計(jì)劃在2016年虛擬現(xiàn)實(shí)井噴之前發(fā)布，而且極有可能會(huì)在2015年年末與消費(fèi)者見(jiàn)面。

應(yīng)用領(lǐng)域

　　VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)可廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷(xiāo)售、旅游教學(xué)、水利電力、地質(zhì)災(zāi)害、教育培訓(xùn)等眾多領(lǐng)域，為其提供切實(shí)可行的解決方案。

　　在先進(jìn)制造業(yè)領(lǐng)域，站在大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的3D影像面前，“可任意拆卸”這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的強(qiáng)項(xiàng)表現(xiàn)得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)的許多部件逐一拆下，再進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部。“虛擬現(xiàn)實(shí)”實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的交互式設(shè)計(jì)、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數(shù)據(jù)可視化等功能，大幅提高設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)效率，使研發(fā)人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、修正設(shè)計(jì)缺陷和潛在的工藝問(wèn)題，提高產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的制造成功率。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)領(lǐng)域也大有用武之地。為真實(shí)實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能創(chuàng)造條件。在涉及高?；驑O端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供可靠、安全和經(jīng)濟(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。華東理工大學(xué)的G-Magic虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，就是高校虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的一個(gè)范例。該實(shí)驗(yàn)室擁有CAVE洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以把大學(xué)生設(shè)計(jì)的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如，學(xué)生設(shè)計(jì)了一間淋浴房，他能利用這套系統(tǒng)把它展現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里，和真實(shí)的淋浴房一樣大小。營(yíng)造出這種教學(xué)環(huán)境后，教師就能與學(xué)生更方便地交流各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣，并隨時(shí)做出修改。

　　企業(yè)的一些培訓(xùn)項(xiàng)目，同樣離不開(kāi)虛擬現(xiàn)實(shí)。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區(qū)集中了大量危險(xiǎn)化學(xué)品，一旦操作不當(dāng)，便可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，并造成環(huán)境污染等次生災(zāi)害。因此，政府和企業(yè)對(duì)大型石油灌區(qū)的安全性和操作人員的專(zhuān)業(yè)性提出了很高要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以構(gòu)建儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)急救援及安全培訓(xùn)系統(tǒng)[6]  ，它不但能向員工呈現(xiàn)操作流程的各種場(chǎng)景，引導(dǎo)他們學(xué)習(xí)、掌握安全操作技能，還能模擬事故發(fā)生、火光熊熊的場(chǎng)面，讓員工在沉浸式虛擬影像中開(kāi)展救援行動(dòng)。

　　影視

　　早在2015年年初的美國(guó)圣丹斯電影節(jié)上 ，一部完全依靠CG制作的VR短片《LOST》就曾引來(lái)一陣熱議。同年7月，同樣是由《LOST》制作公司帶來(lái)了他們的第二部VR短片《HENRY》。與之前的《LOST》不同，這一次他們?cè)谄性O(shè)計(jì)了“交互式”場(chǎng)景，改變了觀眾完全被動(dòng)式的體驗(yàn)。就連《速度與激情》系列的導(dǎo)演林詣彬也在今年拍攝了一部VR短片《HELP》。由此可見(jiàn)，VR的春風(fēng)確實(shí)已經(jīng)開(kāi)始刮向電影行業(yè)。

　　繪畫(huà)

　　谷歌在HTC與Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的VR 設(shè)備HTC Vive的基礎(chǔ)上打造了Tilt Brush，其實(shí)就是VR版的Photoshop，通過(guò)使用HTC Vive的左右控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)繪畫(huà)創(chuàng)作。左邊控制器在虛擬空間當(dāng)中映射出一個(gè)立方體，顯示出控制面板菜單，可轉(zhuǎn)動(dòng)立方體進(jìn)行選擇；右邊控制器則相當(dāng)于鼠標(biāo)，當(dāng)光標(biāo)移動(dòng)到相應(yīng)菜單上時(shí)會(huì)有英文提示。其畫(huà)板就是整個(gè)的三維立體空間，你可以為之設(shè)置壁紙背景，線條也可以自由設(shè)置色彩。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)游戲

　　目前，在SteamVR平臺(tái)上已經(jīng)可以通過(guò)HTC Vive來(lái)體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)游戲。Steam 的官方網(wǎng)頁(yè)顯示，目前支持虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲有 204 款。其中不乏《Half-Life》這種大作，并且所有推薦游戲都支持 base station 動(dòng)作捕捉系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展

　　2015年9月14日，由國(guó)務(wù)院新聞辦、國(guó)家旅游局和中國(guó)駐紐約總領(lǐng)館指導(dǎo)和支持、五洲傳播中心主辦，首次采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示中國(guó)旅游資源、推介中國(guó)文化的大型海外推廣行動(dòng)“美麗中國(guó)體驗(yàn)日”首站在美國(guó)成功舉辦。美麗中國(guó)”體驗(yàn)日的參與者在穿戴了3Glasses頭盔后，對(duì)這種虛擬旅游感受到的身臨其境的體驗(yàn)表示不可思議。

　　3Glasses是中國(guó)最早從事VR領(lǐng)域探索的公司之一，已發(fā)布亞洲首款VR頭盔3Glasses D1以及全球首款量產(chǎn)2k屏的VR頭盔3Glasses D2，并入駐深圳工業(yè)展覽館，向社會(huì)團(tuán)體和普通市民免費(fèi)體驗(yàn)。[12]

　　以3Glasses為代表的中國(guó)創(chuàng)造原生VR力量，正引領(lǐng)中國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)走向世界。

國(guó)際行業(yè)發(fā)展

　　2015年，Google 正在內(nèi)部研發(fā)為 VR 設(shè)備定制的操作系統(tǒng)，項(xiàng)目?jī)?nèi)有數(shù)十名工程師，建成后會(huì)降低開(kāi)發(fā) VR 應(yīng)用的門(mén)檻。

關(guān)聯(lián)定義

　　VR（Virtual Reality）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的意思，VRP（Virtual Reality Platform）是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺(tái)的意思。

　　VRP的子軟件產(chǎn)品具體包括：

　　VRP-BUILDER 虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器

　　軟件用途：三維場(chǎng)景的模型導(dǎo)入、后期編輯、交互制作、特效制作、界面設(shè)計(jì)、打包發(fā)布的工具

　　客戶群：主要面向三維內(nèi)容制作公司

　　VRPIE-3D互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

　　軟件用途：將VRP-BUILDER的編輯成果發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)，并且可讓客戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行對(duì)三維場(chǎng)景的瀏覽與互動(dòng)。

　　客戶群：直接面向所有互聯(lián)網(wǎng)用戶

　　VRP-PHYSICS 物理系統(tǒng)

　　軟件用途：可逼真的模擬各種物理學(xué)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然現(xiàn)象，在算法過(guò)程中嚴(yán)格符合牛頓定律、動(dòng)量守恒、動(dòng)能守恒等物理原理。

　　客戶群：主要面向院校和科研單位

　　VRP-DIGICITY 數(shù)字城市平臺(tái)

　　軟件用途：具備建筑設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方面的專(zhuān)業(yè)功能，如數(shù)據(jù)庫(kù)查詢、實(shí)時(shí)測(cè)量、通視分析、高度調(diào)整、分層顯示、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、日照分析等 　客戶群：主要面向建筑設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃的相關(guān)研究和管理部門(mén)。

　　VRP-INDUSIM 工業(yè)仿真平臺(tái)

　　軟件用途：模型化，角色化，事件化的虛擬模擬，使演練更接近真實(shí)情況，降低演練和培訓(xùn)成本，降低演練風(fēng)險(xiǎn)。

　　客戶群：主要面向石油、電力、機(jī)械、重工、船舶、鋼鐵、礦山、應(yīng)急等行業(yè)。

　　VRP-TRAVEL 虛擬旅游平臺(tái)

　　軟件用途：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)導(dǎo)游職業(yè)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，積累講解專(zhuān)項(xiàng)知識(shí)，架起學(xué)生與社會(huì)聯(lián)系的橋梁，全方位提升學(xué)生講解能力，讓單純的考試變成互動(dòng)教學(xué)與考核雙模式。

　　客戶群：主要面向?qū)в巍⒙糜我?guī)劃

　　VRP-MUSEUM 網(wǎng)絡(luò)三維虛擬展館

　　軟件用途：是針對(duì)各類(lèi)科博館、體驗(yàn)中心、大型展會(huì)等行業(yè)，將其展館、陳列品以及臨時(shí)展品移植到互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行展示、宣傳與教育的三維互動(dòng)體驗(yàn)解決方案。它將傳統(tǒng)展館與互聯(lián)網(wǎng)和三維虛擬技術(shù)相結(jié)合，打破了時(shí)間與空間的限制、最大化地提升了現(xiàn)實(shí)展館及展品的宣傳效果與社會(huì)價(jià)值，使得公眾通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)即能真實(shí)感受展館及展品，并能在線參與各種互動(dòng)體驗(yàn)，網(wǎng)絡(luò)三維虛擬展館將成為未來(lái)最具價(jià)值的展示手段。

　　客戶群：科博館、藝術(shù)館、革命展館、工業(yè)展館、圖書(shū)館、旅游景區(qū)、企業(yè)體驗(yàn)中心以及各種園區(qū)。

　　VRP-SDK 三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包

　　軟件用途：提供C++源碼級(jí)的開(kāi)發(fā)函數(shù)庫(kù)，用戶可在此基礎(chǔ)之上開(kāi)發(fā)出自己所需要的高效仿真軟件

　　客戶群：主要面向水利電力、能源交通等工業(yè)仿真研究與設(shè)計(jì)單位

　　VRP-STORY故事編輯器

　　操作靈活、界面友好、使用方便，就像在玩電腦游戲一樣簡(jiǎn)單 　易學(xué)易會(huì)、無(wú)需編程，也無(wú)需美術(shù)設(shè)計(jì)能力，就可以進(jìn)行3D制作

　　成本低、速度快，能夠幫助用戶高效率、低成本地做出想得到的3D作品

　　支持與VRP平臺(tái)所有軟件模塊的無(wú)縫接口，可以與以往所有軟件模塊結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)更炫、更豐富的交互功能。