淺談虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展以及應(yīng)用

雷皓云 高彤宇

(江西省贛州市第一中學(xué),江西贛州 341000)

1 前言

據(jù)一家名為Kalorama Information的醫(yī)療健康信息咨詢公司2017年5月發(fā)布的一份報(bào)告表明,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)以及現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)(Augmented Reality)的應(yīng)用市場已經(jīng)從2012年的5.25億美元增長到了2017年的9.76億美元。如今,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療方面擁有越來越廣闊的市場與發(fā)展前景。事實(shí)上,VR技術(shù)已經(jīng)被證實(shí)可以治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、恐懼癥以及疼痛并且可以解決牙齒問題,甚至幫助人們戒煙。種種實(shí)例毫無疑問地表明,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)不是曇花一現(xiàn),而將給人們的生活帶來極大改變。

VR技術(shù)(Virtual Reality),即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),是一種借助于計(jì)算機(jī)及最新傳感器技術(shù)創(chuàng)造的一種嶄新的人機(jī)交互手段。其綜合了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、顯示技術(shù)以及計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)等多種技術(shù)。它通過在一個多維的信息空間中建立,并在此空間上構(gòu)建一個虛擬的信息環(huán)境,從而使用戶具有一種如同置身在現(xiàn)實(shí)中的沉浸感,從而達(dá)到與環(huán)境完善交互的效果。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的核心是仿真以及建模,具有沉浸-交互-構(gòu)想的三個基本環(huán)境系統(tǒng)的特性。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)的發(fā)展

有人說2015年是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的元年,也有人說,2016年才是真正的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)元年。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)正日益成為面向未來的技術(shù)趨勢,給大多數(shù)人的感覺是突然的爆發(fā),但實(shí)際上,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)到現(xiàn)今為止已經(jīng)走過了約半個多世紀(jì)的歷程,其發(fā)展大致可分為構(gòu)想、實(shí)踐、發(fā)展和成熟四個階段。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的發(fā)展歷程如表1所示。

如今,VR技術(shù)正處于飛躍式的發(fā)展之中,技術(shù)愈發(fā)完善,不只是游戲,VR技術(shù)也被廣泛運(yùn)用到生活中的各個領(lǐng)域。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 醫(yī)療

3.1.1 手術(shù)技術(shù)培訓(xùn)

盡管現(xiàn)階段人類的醫(yī)療技術(shù)經(jīng)過不斷的改革已經(jīng)越來越先進(jìn),但是目前大多數(shù)針對于醫(yī)生的培訓(xùn)還是主要停留在書本、考試、紙筆答題檢測上。而在這一方面,可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)大展身手。

波士頓的一家致力于運(yùn)用VR技術(shù)提供醫(yī)生培訓(xùn)的公司,在HTC Vive以及Oculus Touch/Rift等一系列虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)平臺的基礎(chǔ)之上開發(fā)創(chuàng)新了一系列可進(jìn)行虛擬手術(shù)室創(chuàng)建的軟件。在虛擬的手術(shù)室內(nèi),接受培訓(xùn)的醫(yī)生們可以對實(shí)際的手術(shù)環(huán)境進(jìn)行模擬,進(jìn)行更多較為復(fù)雜的手術(shù)操作,在一定程度上幫助醫(yī)生學(xué)習(xí)并提高手術(shù)的成功率。

表1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的發(fā)展Table1 The Development of Virtual Reality (VR)

所以,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)將會增強(qiáng)醫(yī)生的專業(yè)手術(shù)能力,將大幅度提高醫(yī)療質(zhì)量。

3.1.2 減輕患者疼痛

洛杉磯的一家醫(yī)療中心近期推出了一款全新的虛擬醫(yī)療項(xiàng)目,該項(xiàng)目旨在運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)幫助患者在一定程度上減輕疼痛。這一理念的產(chǎn)生基于“生物-心理-社會模型”(Biopsychosocial Model,BPS),科研人員們認(rèn)為不同個體的健康程度以及治療效果會受到抗壓能力、心理狀態(tài)以及體質(zhì)差異等各種因素影響。由此,科研人員們利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)與心理社會學(xué)進(jìn)行互補(bǔ),并幫助人們更好地進(jìn)行疼痛感的管理。

通過各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)以及數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,科研人員們可以肯定地說虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)能有效的減少患者疼痛,將會為受病痛折磨的患者帶來福音。

3.1.3 克服恐懼

人們的生活中充斥著各種各樣的意外以及不幸,很多人不愿面對生活中的不幸,但實(shí)際上,很多人也認(rèn)為直面恐懼才是減少恐懼的真正方式之一。于是,科研人員們利用虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)將使用者放入一個虛擬的環(huán)境中,并讓其以一個第三方的視角體驗(yàn)危險與意外,使使用者克服恐懼。而現(xiàn)在科學(xué)家們也將該項(xiàng)成果用于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)的治療。眾所周知,創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)對患者的危害無窮,是最難治愈的精神疾病之一。科學(xué)家們利用虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)使患者重回曾經(jīng)的不幸場景,雖然聽起來很不人道,但這確實(shí)是有效的治愈方法。并且該項(xiàng)虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)是在醫(yī)療人員能使治療在安全可控的環(huán)境下進(jìn)行的。

不僅如此,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)還在減壓、養(yǎng)老、腦震蕩評估、戒煙甚至看牙等方面有所應(yīng)用。因此,醫(yī)療將會是虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)的一個重要的發(fā)展方向,也將帶來一場醫(yī)療的大革新,造福世界上數(shù)以億計(jì)的患者。

3.2 游戲

作為娛樂的重要領(lǐng)域之一,游戲與虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)無疑是一對好搭檔。運(yùn)用VR技術(shù)制作的游戲?qū)⒂袩o限的可能性以及發(fā)展前景。大多數(shù)游戲的設(shè)計(jì)宗旨是讓玩家有一種強(qiáng)烈的代入感,從而使玩家體驗(yàn)到實(shí)際生活中體驗(yàn)不到的快感以及興奮感。而虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)能夠最大限度的使玩家擁有這些感覺,并提高玩家與游戲環(huán)境的互動性,真正地讓游戲玩家突破空間的限制。目前,世界上已經(jīng)有十幾款游戲支持虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)。隨著該技術(shù)的不斷完善,整個游戲行業(yè)將會逐步進(jìn)入三維時代。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)將成為游戲業(yè)的最主要的發(fā)展方向。

3.3 虛擬旅游

現(xiàn)今社會生活節(jié)奏較快,大多數(shù)人雖有一顆度假旅游去擁抱自然的心卻因?yàn)闀r間或是經(jīng)濟(jì)等原因而不能實(shí)現(xiàn)。由此,運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)的虛擬旅游出現(xiàn)在人們生活中。

上個世紀(jì)八十年代開始,風(fēng)景園林的設(shè)計(jì)師們就開始意識到并逐漸強(qiáng)調(diào)風(fēng)景以及景觀的動態(tài)性與不確定性,而作為人機(jī)交互技術(shù)的重要技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)便能夠?qū)坝^的動態(tài)性的提升帶來巨大的積極影響。科學(xué)家們通過相關(guān)電腦的設(shè)計(jì),產(chǎn)生流動景觀,增強(qiáng)人們的直觀感受,達(dá)到人機(jī)交互的目的,從而達(dá)到了虛擬旅游的目的。并且,通過虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)所產(chǎn)生的景觀有著許多現(xiàn)實(shí)生活中不存在的場景,并且不會使旅游者遭受不必要風(fēng)險,同時給使用者帶來生活中體驗(yàn)不到的快感與刺激。所以,運(yùn)用VR技術(shù)則可以使人們足不出戶就能完成旅游,這也許會在未來成為主流的旅游方式。

3.4 社交

“第二蓋茨”——Facebook社交網(wǎng)站的創(chuàng)辦人扎克伯格曾說：“想象一下吧,你可以隨時坐在一堆篝火前,與幾個朋友開心地玩耍;你可以隨時邀三五好友坐在一個私人影院里觀看電影;你甚至還可以在全世界你想要的任何地方舉行集體會議或活動。這一切都將會變成現(xiàn)實(shí)?！?/p>

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的不斷升溫,VR社交逐漸成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)眾多應(yīng)用領(lǐng)域中的焦點(diǎn)之一,并將會給互聯(lián)網(wǎng)帶來新的變革。VR社交打破線下以及線上之間的界限,使二者相容。它打破了以往互聯(lián)網(wǎng)社交過程處于文字或者的2 D環(huán)境的常態(tài),位于不同地點(diǎn)的使用者門可以選定一個虛擬的形象,在相同的時間進(jìn)入相同的虛擬空間進(jìn)行對話、游戲。雖然現(xiàn)在VR社交技術(shù)發(fā)展并不完善,但它的發(fā)展是偶然也是必然。

4 結(jié)語

正如創(chuàng)造學(xué)之父奧斯本所說“想象力是人類能力的試金石,人類正是依靠想象力征服世界?！痹?jīng)對虛擬世界的想象已經(jīng)通過VR技術(shù)變成了觸手可及的場景,但科技的發(fā)展始終要符合人道。所以,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality)的發(fā)展也需要科學(xué)家們不斷的規(guī)范與修正,讓人類的想象力得以正確的實(shí)現(xiàn),為人類帶來福音。

[1] 吳嘯.安防領(lǐng)域視頻編解碼技術(shù)發(fā)展研究[J].科技創(chuàng)新與技術(shù),2017(04)：14-27.

[2] 孟凡.VR技術(shù)現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域研究[J].創(chuàng)新與應(yīng)用技術(shù).2016(172)：39-52.

[3] 匡緯.“人機(jī)交互技術(shù)”支持下的“動態(tài)”景觀設(shè)計(jì)未來[J].風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化：2016(02)：14-62.

[4] 張良杰等.VR技術(shù)研究現(xiàn)狀及其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].技術(shù)與運(yùn)用,2017(05)：26-60.