VR虛擬現實概念綜述 詳解什么是VR虛擬現實

虛擬現實概念大起底

數據來源:騰訊游戲，廣發證券發展研究中心

召開的谷歌I/O開發者大會上，Google VR業務負責人Clay Bavor公布了外界期待 已久的谷歌VR戰略:打造基于安卓操作系統的標準級平臺Daydream，提供虛擬現 實系統級支持、頭顯和控制器的標準設計方案及VR應用商店，聯合三星、華為、HTC 等手機廠商推動移動VR的普及。有了谷歌的加持，手機移動VR再一次在行業中興 奮了起來。與前段時間Vive與Oculus的高端頭顯定位不同，Google提供了普通消費 者借助手機移動終端可以體驗到的初級VR產品。10月5日，Google發布了全球首款 基于Daydream平臺的移動VR頭盔Daydream View及移動終端Pixel，同時在Google Play商店上線針對VR的豐富應用。從Cardboard、Project Tango到Daydream平臺、 VR眼鏡盒子，Google展露了對VR/AR前景的勃勃雄心:將安卓系統打造成VR服務 的入口，從移動平臺泛化至下一代互聯網服務平臺。進入2016年，虛擬現實/增強現 實概念頻頻曝光，有望成為下一代科技革命的領跑者。

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虛擬現實技術(Virtual Reality，簡稱VR)是指結合多領域前沿技術(計算機圖 形技術、人機交互技術、傳感器技術、人機接口技術、人工智能技術等)，借助專 業設備，讓用戶進入虛擬空間，實時感知和操作，從而獲得身臨其境的真實感受。簡單地說，虛擬現實技術就是用計算機創造以假亂真的世界，其最重要的特征是具 有沉浸感，當置身其中時，接受視覺、聲音、觸覺乃至嗅覺的多重虛擬信號令人難 辨虛實，產生身臨其境的錯覺，這大大提升了人類的感知體驗。此外，體驗者可以 通過自身的動作改變感受的內容，如頭部的旋轉對應觀察視角的改變，也即“自然交 互”的概念。VR的交互方式超越鍵盤、鼠標、觸控，更趨于人類本能的動作交互，這 構成沉浸感的一部分，畢竟在真實的世界中我們借助語言進行交流，通過不同的肢 體動作得到相應的反饋結果，而不是機械的點擊鼠標或敲擊鍵盤，“自然交互”需 要借助專用的三維交互設備，如立體眼鏡、數據手套、位置跟蹤器等。“構想性”強調 的是VR技術廣闊的想象空間，可拓寬人類認知范圍，不僅可再現真實存在的環境， 也可以隨意構想/重現客觀不存在的甚至是不可能發生的環境。借助于VR技術，人們 從定性和定量集成的虛擬環境中得到感性和理性認識，進而深化概念、產生新意和 構想，主動地尋求、探索信息，而不是被動地接受，充分發揮創意與構想能力并通 過VR技術進行實踐與驗證。

“沉浸感、交互性、想象性”(3I特性)共同構成了虛擬現實與3D技術的本質區 別。盡管3D技術重構的視覺景象也充分發揮了人類的想象力，例如3D電影中層出不 窮的超級英雄、史前文明題材，但VR技術能帶給參與者“沉浸感”，這種沉浸感要求 隔絕人與真實世界的聯系，借助計算機技術將人的視覺、聽覺等多重感官帶入到虛 擬重構的環境之中，且強調人在虛擬系統中的交互和主導作用，盡管虛擬世界的構 建會參考真實世界的物理規律與歷史文化，但人在虛擬世界中所做的動作或修改都 不會對真實世界產生影響。

與虛擬現實技術將人與外界環境完全隔離不同，增強現實技術(Augmented Reality，簡稱AR)實現的是虛擬信息與真實世界信息的補充與疊加。在視覺化的增 強現實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形重合在一起，所觀察到的 事物“虛實結合”，而虛擬信息多是為了輔助對現實世界的理解。結合對真實場景的物 體識別、地理定位、以及根據不同虛擬信息進行實時重建，增強現實的終極形態是 類似乃至取代手機終端的移動計算平臺，也許未來將人手一個類似Google Glass的 AR眼鏡，既可以作為視力調節的工具，又可以將收到的微信、電話，需要的生活服 務如導航信息都實時投射疊加在眼前的真實場景之中，這將顛覆人們傳統的行為動 作、信息獲取的方式。而VR技術中虛擬與現實的隔絕性注定其無法成為陪伴人類24小時的生活服務助手，它將以一種輔助外設的形態、短時間的體驗形式應用于娛樂/教育/工業等特定場景，起到增強感官體驗、提高工作效率的作用。

增強現實技術多以虛擬現實技術為基礎發展而來，兩者在虛擬信息的3D模型構 建、傳感器交互領域高度重合，但增強現實技術在空間感知和“虛實融合”顯示技術 方面提出了“進階要求”。增強現實技術的難點在于“融合”，將外界信息與虛構信息以 符合真實世界物理規律的方式呈現;而虛擬現實技術強調的是“逼真”，這種逼真來自 于三維環境的精細渲染、多重感官的同步刺激，瓶頸在于計算能力。從兩種技術的 不同標準定位看，AR設備有潛力成為提高生產力的輔助工具，將首先為企業級用戶 采納，而VR設備傾向走娛樂化路線，占比日益提升的文娛消費是巨大的市場藍海。

隨著數據處理能力的提升，信息呈現的方式經歷了由文字、音頻、圖像、視頻 的演變，越來越具象的信息傳遞便于人類感知與理解。半個世紀之前，虛擬現實之 父Ivan Sutherland提出，計算機的終極顯示將是字面意義上的愛麗絲幻境，而未來 虛擬現實技術將推動“愛麗絲幻境”逐步實現。根據Gartner在2016年7月發布的新興 技術成熟度曲線，虛擬現實/增強現實都已攀過熱炒概念的期望膨脹巔峰，而向更穩 定的技術積累與更冷靜的發展趨勢不斷進軍，未來5~10年虛擬現實、增強現實將迎 來產業爆發的突破口。當下VR技術的發展被賦予多重意義:一方面，它拓寬了人類 獲取、展示信息的維度。從顯示方式角度，VR將傳統平面顯示升級為全景顯示，大 幅提高用戶的沉浸感與內容的仿真程度;從聽覺掌控角度，3D音效解決方案模擬環 繞式聽覺體驗，讓用戶感受身臨其境;從交互方式角度，顛覆了以往人機操作中不 自然的交互模式，結合手柄操作、體感技術、語音識別等多種技術，將肢體動作、 語音指令作為控制的接口。另一方面，手機、PC、電影、游戲市場面臨日漸飽和的 窘境，VR扮演著通過技術升級刺激消費，幫助傳統行業融合創新的重要使命。VR 會像當初的3D、高清技術一樣在普及的過程中逐漸解決技術短板、內容匱乏的問題， 更廣泛、更深度的商業化應用已成定局。

圖6:2016年新興技術成熟度曲線