虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)展望探究

張昊

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)前極為熱門(mén)的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，已被漸續(xù)引入到諸多領(lǐng)域的建設(shè)過(guò)程。本文將對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵、現(xiàn)狀等進(jìn)行分析，并提出新的展望。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;展望

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）03-0223-01

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念內(nèi)涵

作為一項(xiàng)興起不久的新興技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（即VR）有其特定內(nèi)涵，主要指依托于高度發(fā)達(dá)的電子技術(shù)、以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，創(chuàng)造出具有極高仿真性的模擬環(huán)境空間的一類(lèi)技術(shù)。多類(lèi)傳感設(shè)備的綜合性應(yīng)用，為用戶(hù)自身的使用體驗(yàn)的提高提供了更為廣闊的空間，使體驗(yàn)用戶(hù)得以更加直觀化、可觸摸的狀態(tài)對(duì)虛擬空間中的物體展開(kāi)考察與實(shí)操工作，實(shí)現(xiàn)模擬體驗(yàn)的最佳化。在具體構(gòu)成要素方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要包括了模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等內(nèi)容。其中，模擬環(huán)境是指依托于電子計(jì)算機(jī)所生成的具有較高實(shí)時(shí)價(jià)值的逼真三維化圖像，感知?jiǎng)t指理想狀態(tài)下VR對(duì)人類(lèi)主體的感知能力。

VR依托于核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)其虛擬現(xiàn)實(shí)之功能，這些技術(shù)分別如下：動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術(shù)。在特征方面，VR主要呈現(xiàn)了以下特征：其一，多感知性，即除去常規(guī)情況下計(jì)算機(jī)的視覺(jué)感知特征以外，還對(duì)VR在聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等各方面的感知能力，試圖實(shí)現(xiàn)VR在虛擬環(huán)境中人類(lèi)個(gè)體一切感知能力的綜合。其二，存在感，即體驗(yàn)用戶(hù)在進(jìn)入虛擬環(huán)境后成為主體體驗(yàn)者，理想化的模擬環(huán)境應(yīng)具備高仿真的用戶(hù)體驗(yàn)度。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀

2016年出臺(tái)的“十三五”規(guī)劃，明確表明國(guó)家將有力支持虛擬現(xiàn)實(shí)等新興領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴(kuò)大與技術(shù)革新，這無(wú)疑為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展打開(kāi)了更為廣闊的空間?？v觀資本市場(chǎng)，各類(lèi)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為主題的研討會(huì)議、媒體報(bào)道在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)也是此起彼伏。蓬勃的市場(chǎng)活躍度與較高的人氣關(guān)注度表明，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)迎來(lái)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的春天。

實(shí)際上，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身并非近年來(lái)才出現(xiàn)的新現(xiàn)象。相關(guān)資料表明，20世紀(jì)80年代已有研究人員提出相應(yīng)的技術(shù)概念，只是在當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件下人們并未對(duì)此過(guò)多關(guān)注;不過(guò)跨世紀(jì)之交Facebook對(duì)Oculus的收購(gòu)行為使這一技術(shù)重新進(jìn)入到大眾視野，VR技術(shù)呈現(xiàn)出較明顯的進(jìn)步與發(fā)展;在2014年以后，VR技術(shù)的受眾群體、產(chǎn)品種類(lèi)都得到了較為前所未有的增加，以VR技術(shù)為核心的市場(chǎng)規(guī)模開(kāi)始進(jìn)入全面發(fā)展時(shí)期?？梢韵胍?jiàn)，至2020年，以VR技術(shù)為依托的虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)將最終進(jìn)入成熟階段，發(fā)展前景不可估量。

實(shí)際上，VR產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步深入拓展，有賴(lài)于產(chǎn)業(yè)自身的軟件、硬件設(shè)施的良性配置，如此一來(lái)才能真正形成VR產(chǎn)業(yè)體系化、自然化的產(chǎn)業(yè)鏈條。VR產(chǎn)業(yè)中煥然一新的制作方式與拓展思路，與大型游戲團(tuán)隊(duì)服務(wù)群體的特殊性及服務(wù)內(nèi)容對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)的高度追求有著較高的匹配度。故實(shí)際開(kāi)發(fā)情況而言，在VR產(chǎn)業(yè)鏈條中具有絕佳發(fā)展前景的當(dāng)屬規(guī)模較大、IP資源擁有度高、受眾群體較廣的游戲開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的瓶頸分析

現(xiàn)階段的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)較之于初始階段已有顯著的進(jìn)步，但實(shí)際上在長(zhǎng)期的技術(shù)研發(fā)過(guò)程中也呈現(xiàn)出一系列問(wèn)題，主要體現(xiàn)于虛擬環(huán)境的準(zhǔn)確性與真實(shí)性、人與虛擬環(huán)境交互的自然性、實(shí)時(shí)顯示問(wèn)題和智能技術(shù)等各層面。

（1）虛擬環(huán)境的準(zhǔn)確性與真實(shí)性。這主要指虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能否以最為真切的效果對(duì)可觀世界進(jìn)行重現(xiàn)。現(xiàn)實(shí)世界的外部信息種類(lèi)繁多、構(gòu)型復(fù)雜，各類(lèi)感官信息的綜合由此更顯得難上加難，這就為VR技術(shù)的建模問(wèn)題帶來(lái)了教大的難度。唯有達(dá)成高效化的建模體系，才能實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境的準(zhǔn)確性與真實(shí)性效果達(dá)到最佳。

（2）實(shí)時(shí)顯示問(wèn)題。在理想狀態(tài)中，逼真程度極高、實(shí)時(shí)漫游的VR技術(shù)顯然成立。但實(shí)際上，現(xiàn)階段VR技術(shù)的發(fā)展程度并不足以達(dá)到理想狀態(tài)，與之相匹配的硬件設(shè)施尚未建立起來(lái)，用戶(hù)在使用過(guò)程中并不能體驗(yàn)到無(wú)瑕疵的實(shí)時(shí)顯示效果。造成這一問(wèn)題的根本原因在于多用戶(hù)交互在VR技術(shù)中的引入，開(kāi)發(fā)者往往不得不以降低圖像逼真性程度為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理速度的提高，故而動(dòng)態(tài)情況下圖形的實(shí)時(shí)化、逼真化呈現(xiàn)難度極高。

總之，上述各類(lèi)問(wèn)題的解決將極大程度上提升虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)用戶(hù)群體的適應(yīng)性程度與體驗(yàn)感，有利于提升受眾群對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)程度。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行歷史溯源，我們認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍有著極為廣闊的生產(chǎn)空間，一系列應(yīng)用技術(shù)如動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)、新型交互設(shè)備的研制、智能化語(yǔ)音虛擬現(xiàn)實(shí)建模在未來(lái)技術(shù)更新中必將得到諸多關(guān)注。下面將對(duì)此進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

（1）動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)。這一技術(shù)是虛擬環(huán)境技術(shù)的基礎(chǔ)性、支撐性技術(shù)，能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)層面中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織處理，從中提取出建設(shè)虛擬環(huán)境所需的三維數(shù)據(jù)，以此助力于虛擬環(huán)境模型的建設(shè)。

（2）實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)?，F(xiàn)階段這一技術(shù)已趨于成熟，對(duì)這一技術(shù)革新的關(guān)鍵在于能否及時(shí)生成實(shí)時(shí)效果。最為理想的技術(shù)狀態(tài)應(yīng)保證圖形本身的高質(zhì)量與復(fù)雜度，同時(shí)不斷提升三維圖生成與顯示過(guò)程中的刷新效率，且VR技術(shù)對(duì)于立體顯示、傳感器等有著較高的要求，故全新化、高質(zhì)量的技術(shù)有其生成的必要性。

（3）新型交互設(shè)備。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將人類(lèi)主體與虛擬世界的完美交際作為主要追求目標(biāo)，現(xiàn)階段頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、三維位置傳感器和三維聲音產(chǎn)生器為主要的輸入——輸出設(shè)備，但它們往往成本過(guò)高、在交互效果上仍不甚令人滿意。為實(shí)現(xiàn)交互效果、用戶(hù)體驗(yàn)的最佳化，開(kāi)發(fā)者應(yīng)尋求成本更為合適、性能更為優(yōu)良的數(shù)據(jù)顯示設(shè)備作為載體。

在過(guò)去的數(shù)十年實(shí)踐內(nèi)，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)幾乎以并駕齊驅(qū)的速度迅猛發(fā)展著，兩類(lèi)技術(shù)之間的互助支撐促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)層面發(fā)生了改天換地的巨大變革，整個(gè)信息應(yīng)用系統(tǒng)層面也呈現(xiàn)出較之于傳統(tǒng)信息時(shí)代更為蓬勃的生機(jī)。當(dāng)然，在一片光明的研究前景中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所存在的諸多問(wèn)題也需引起相關(guān)開(kāi)發(fā)人員的重視，如虛擬系統(tǒng)本身的交互性、逼真性程度等問(wèn)題，這一系列問(wèn)題的解決，有賴(lài)于人工智能、數(shù)據(jù)處理、社會(huì)學(xué)等各領(lǐng)悟的合作互助，也是未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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Virtual Reality Technology Development Present Situation and the Tendency Forecast Inquiry

ZHANG Hao

（Sichuan airlines co.， LTD. Chongqing branch，Chongqing? 401120）

Abstract：Virtual reality technology is a very popular computer simulation system， which has been gradually introduced into the construction process in many fields. This paper will analyze the connotation and current situation of virtual reality technology， and put forward a new outlook.

Key words：virtual reality technology;status of development;outlook