虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

摘 要：本文首先介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，然后從虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域、現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行分析，最后從發(fā)展前景分析虛擬現(xiàn)實(shí)的未來。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)介紹

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)分支，是一種基于可計(jì)算信息的沉浸式交互、多源信息融合的模擬環(huán)境的技術(shù)。用戶借助外接設(shè)備與虛擬環(huán)境中的人或物體進(jìn)行互動(dòng)，達(dá)到如同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。VR是一種全新的的人機(jī)交互方式，無論是形式還是內(nèi)容更加形象、豐富和逼真，讓人體驗(yàn)身臨其境的感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)演變發(fā)展史大體上可以分為四個(gè)階段有聲形動(dòng)態(tài)的模擬是蘊(yùn)涵虛擬現(xiàn)實(shí)思想的第一階段（1963）年以前虛擬現(xiàn)實(shí)萌芽為第二階段（1963 -1972）虛擬現(xiàn)實(shí)概念的產(chǎn)生和理論初步形成為第三階段（1973 -1989）虛擬現(xiàn)實(shí)理論進(jìn)一步的完善和應(yīng)用為第四階段（1990 -2004）。近幾年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，逐步走向應(yīng)用領(lǐng)域，蘊(yùn)含著無限的潛力，應(yīng)用涉及到計(jì)算機(jī)圖形處理、多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能等眾多領(lǐng)域，與虛擬場景平滑結(jié)合并。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣泛，結(jié)合當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)，在民用領(lǐng)域運(yùn)用非常成熟，比如建模與仿真，科學(xué)計(jì)算可視化、設(shè)計(jì)與規(guī)劃、教學(xué)、遙作與遙現(xiàn)、醫(yī)學(xué)、藝術(shù)與娛樂等多個(gè)領(lǐng)域。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟耐卣梗秶矊⒉粩嗟臄U(kuò)大。具權(quán)威人士分析，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將成為本世紀(jì)信息技術(shù)的代表。它的發(fā)展直接改變我們的工作方式和生活方式，人們將在享受環(huán)境下工作，在工作中得到享受。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事航天、工業(yè)仿真、軍事模擬等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大的作用，在人類無法到達(dá)的環(huán)境或者危險(xiǎn)的環(huán)境，如深海、其他星球、有毒的環(huán)境，可以利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控作業(yè)；現(xiàn)代軍事演習(xí)通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從實(shí)彈轉(zhuǎn)為虛擬作戰(zhàn)等等。

三、當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用存在的問題

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要處理速度極高的硬件基礎(chǔ)條件和完善成熟的軟件系統(tǒng)，但是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，高性能的硬件設(shè)備成本昂貴，在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)支持下的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，基礎(chǔ)硬件往往能以難以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)的增長，硬件設(shè)備的性能直接影響基礎(chǔ)軟件（操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等）的運(yùn)行，在投資有限的情況下，將而導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用軟件運(yùn)行效率大大降低；

其次軟件系統(tǒng)的開發(fā)，需要大量的人力和財(cái)力，尤其基于對象的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)花費(fèi)巨大且效果有限，相關(guān)的算法和理論也尚不成熟。在新型傳感機(jī)理、集合與物理建模方法、高速圖形圖像處理、人工智能等領(lǐng)域，都有很多問題亟待解決。三維建模技術(shù)也需進(jìn)一步完善。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚處于初級階段，技術(shù)的追求往往偏于理想化，對于應(yīng)用領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，目前的應(yīng)用領(lǐng)域也尚處于實(shí)驗(yàn)階段，這些領(lǐng)域的應(yīng)用僅限于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和非核心業(yè)務(wù)，并沒有真正在業(yè)務(wù)領(lǐng)域形成強(qiáng)大的生產(chǎn)力，我們期待未來的民用、工業(yè)、航天和軍事領(lǐng)域會(huì)有更加成熟的應(yīng)用。

目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不夠成熟，因此實(shí)現(xiàn)效果不夠理想。在虛擬現(xiàn)實(shí)的感知方面，有關(guān)視覺合成方面的研究較多，對聽覺、觸覺關(guān)注較少，真實(shí)性、實(shí)時(shí)性不足，基于嗅覺、味覺的設(shè)備還沒有實(shí)現(xiàn)商品化。此外，在交互效果方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人的自然交互不足，在語音識別、人工智能方面的效果尚不能令人滿意。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展前景

虛擬現(xiàn)實(shí)從其萌芽到今天的日漸成熟已經(jīng)走過了相當(dāng)長的一段風(fēng)雨歷程。目前它的研究內(nèi)容涉及到多項(xiàng)學(xué)科領(lǐng)域。我們同時(shí)也認(rèn)識到，這個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)具有巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。

客觀而論目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的內(nèi)容還僅僅限于擴(kuò)展了計(jì)算機(jī)的接口能力和剛剛涉及到人的感知系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合作用問題，還根本未涉及“人在實(shí)踐中得到的感覺信息是怎樣在人的大腦中存儲(chǔ)和加工處理成為人對客觀世界的認(rèn)識”這一重要過程。只有當(dāng)真正開始涉及并找到對這些問題的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑時(shí)，人和信息處理系統(tǒng)間的隔閡才有可能被徹底的克服了。我們期待這有朝一日，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為一種對多維信息處理的強(qiáng)大系統(tǒng)，成為人進(jìn)行思維和創(chuàng)造的助手和對人們已有的概念進(jìn)行深化和獲取新概念的有力工具。虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)目前處于爆發(fā)前夕，即將進(jìn)入持續(xù)高速發(fā)展的窗口期?；ヂ?lián)網(wǎng)研究機(jī)構(gòu)艾瑞咨詢公布的數(shù)據(jù)顯示，2016年達(dá)到56.6億元，2020年國內(nèi)市場規(guī)模預(yù)計(jì)將超過550億元。因此我們應(yīng)提前謀劃布局做好頂層設(shè)計(jì)、推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化和行業(yè)應(yīng)用、加強(qiáng)文化和品牌建設(shè)。

VR對于民用市場的影響才剛剛開始，行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級將通過VR來實(shí)現(xiàn)，良好的虛擬現(xiàn)實(shí)世界的體驗(yàn)和感受將帶來巨大的市場空間。我們期待解決VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的硬件和軟件等諸多瓶頸，攻克VR技術(shù)難關(guān)，那么VR只會(huì)離我們越來越近，此時(shí)只需提前做好準(zhǔn)備，跟上科技發(fā)展的步伐，一起跨入VR時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

[1]肖峰虛擬實(shí)在的本體論問題[J]中國社會(huì)科學(xué)，2003（2）：117-125

[2]沈驪天虛擬技術(shù)的載體形式與虛擬世界的信息本質(zhì)[J]江海學(xué)刊，2012（9）：21-22

[3]尼古拉斯·米爾佐夫.視覺文化導(dǎo)論[M]倪偉，譯江蘇人民出版社，2012：115

[4]彭列漢虛擬現(xiàn)實(shí)：認(rèn)識的第三種形式[J]理論月刊，2013（6）：63-65

（作者單位：武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院）