VR/AR技術(shù)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)

李帥

（通化師范學(xué)院，吉林通化 134000）

近年來，VR技術(shù)和AR技術(shù)開始逐漸被人們研究、開發(fā)和應(yīng)用，使人們的生活越來越向多媒體數(shù)字方向發(fā)展。由于VR/AR技術(shù)擁有良好的技術(shù)性能，因此應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍十分廣闊，但是作為一種虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)，VR/AR技術(shù)由于起步較晚，因此其發(fā)展還不成熟，在一定程度上仍然存在一些問題和挑戰(zhàn)，還需要對(duì)其進(jìn)行深入研究和探討。

1 VR技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展機(jī)遇及挑戰(zhàn)

1.1 VR技術(shù)簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)，即VR技術(shù)，是一種以虛擬環(huán)境為基礎(chǔ)的仿真系統(tǒng)，其原理是利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，將多種信息進(jìn)行融合和交互，從而實(shí)現(xiàn)一種三位動(dòng)態(tài)視景，人們可以通過這個(gè)動(dòng)態(tài)影像進(jìn)入虛擬的“真實(shí)世界”。VR技術(shù)能夠給人們帶來視覺、聽覺、觸覺等各方面的人體感知，使人們具有真實(shí)世界的存在感。通常來講，VR技術(shù)具有多感知性、存在感、交互性以及自主性等主要特征，給用戶以全新的感官體驗(yàn)。目前，VR技術(shù)開始不斷應(yīng)用于各種領(lǐng)域，并取得的較好的成效。

1.2 VR技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇

目前，VR技術(shù)正處于快速發(fā)展的黃金階段，業(yè)內(nèi)人員普遍人為VR將是下一個(gè)萬億級(jí)市場(chǎng)。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，到2025年，全球VR市場(chǎng)的年?duì)I收規(guī)模將達(dá)到1100 億美元，相關(guān)軟件銷售額將達(dá)到720 億美元。近年來，VR技術(shù)不僅應(yīng)用于游戲和電影制作，還在消費(fèi)、旅游、醫(yī)療、教育等各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣，發(fā)展機(jī)遇也越來越多。

1.2.1 游戲領(lǐng)域

當(dāng)前，VR技術(shù)在游戲領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛和普遍。VR技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，它能夠?qū)鞲屑夹g(shù)、顯示技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于游戲的硬件、軟件等方面，從而能夠大大提高游戲的三位動(dòng)態(tài)效果[1]。VR技術(shù)由于其自身的交互性和實(shí)時(shí)性，使得人們能夠更加體會(huì)到游戲世界所帶來的真實(shí)感和逼真感。未來，VR技術(shù)將在游戲領(lǐng)域有更大的發(fā)展空間。

1.2.2 建筑領(lǐng)域

目前，一些建筑開發(fā)商開始將VR技術(shù)應(yīng)用于建筑施工當(dāng)中，且?guī)砹溯^好的應(yīng)用效果。在建筑工程設(shè)計(jì)過程中，可以將VR技術(shù)與BIM 技術(shù)相結(jié)合，這樣有利于更好的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的建筑施工方案。采用此種技術(shù)之后，設(shè)計(jì)人員可以戴上“VR眼鏡”感受到整個(gè)建筑工程的實(shí)景，可以在任何時(shí)候?qū)こ探Y(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)察，這樣能夠減少不必要的施工流程，降低施工成本。

1.2.3 娛樂領(lǐng)域

隨著人們生活水平的不斷提升，人們開始追求高質(zhì)量的生活目標(biāo)，這給VR技術(shù)帶來了很大的發(fā)展和應(yīng)用空間[2]。比如，目前出現(xiàn)了許多3D、4D 等電影院以及許多多媒體娛樂設(shè)施，這些都為人們的日常生活帶了極大的便利和享受。除此之外，VR技術(shù)在私人影院方面將會(huì)有更大的發(fā)展機(jī)遇，這主要依賴于VR眼鏡的使用。

1.2.4 醫(yī)療領(lǐng)域

未來，VR技術(shù)還會(huì)在醫(yī)療領(lǐng)域有更大的應(yīng)用和突破。具體來說，利用VR技術(shù)能夠生成視景圖像來檢查病人的具體病情，比如使用CAT 掃描或者超聲波產(chǎn)生的診斷圖像來生成患者解剖結(jié)構(gòu)的3D 模型。此外，VR技術(shù)還可以用來對(duì)病人進(jìn)行康復(fù)工作。在歐洲，許多地方都將沉浸式虛擬顯示療法用在患有中風(fēng)和腦損傷的病人當(dāng)中，以恢復(fù)他們的運(yùn)動(dòng)和認(rèn)知能力。

1.2.5 物業(yè)管理

目前，VR技術(shù)已經(jīng)開始滲透到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，除了上述的幾個(gè)比較常見應(yīng)用領(lǐng)域以外，VR技術(shù)在物業(yè)管理方面也有著較重要的應(yīng)用，例如VR可以以一種虛擬視野監(jiān)控物業(yè)管理園區(qū)的路況信息，給用戶的入住提供極大的便利條件。

1.3 VR技術(shù)的所面臨的挑戰(zhàn)

1.3.1 硬件技術(shù)水平受限

目前，VR技術(shù)的相關(guān)使用設(shè)備仍然具有使用不便、效果不佳等問題，其硬件的處理速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足在虛擬世界中實(shí)時(shí)處理大量數(shù)據(jù)的需求。此外，一些設(shè)備的價(jià)格十分昂貴，很難做到設(shè)備普遍化。

1.3.2 軟件的可用性較差

由于硬件技術(shù)的局限性，虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開發(fā)需要花費(fèi)巨大的費(fèi)用，但卻不能達(dá)到設(shè)想的應(yīng)用效果。同時(shí)，VR技術(shù)在高速圖形圖像處理、人工智能等領(lǐng)域的應(yīng)用還存在許多問題，急需解決。

1.3.3 應(yīng)用效果仍不理想

雖然VR技術(shù)涉及的是人們的感知方面的內(nèi)容，但是其在視覺合成方面的研究和應(yīng)用較少，缺乏一定的真實(shí)度和實(shí)時(shí)性，對(duì)于嗅覺和味覺的識(shí)別還沒有實(shí)現(xiàn)商品化。此外，VR技術(shù)與人的自然交互也存在一定的額不足之處，這在未來都必須要對(duì)其進(jìn)行改善和提升。

2 AR技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展機(jī)遇及挑戰(zhàn)

2.1 AR技術(shù)簡(jiǎn)介

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，即AR技術(shù)，是一種實(shí)時(shí)的計(jì)算攝像機(jī)影像的位置和角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，簡(jiǎn)單來說，就是要將現(xiàn)實(shí)世界中的信息與虛擬環(huán)境中的信息進(jìn)行無縫的連接和拼合，從而實(shí)現(xiàn)與虛擬空間之間的互動(dòng)。它不僅能夠展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的信息，也能夠?qū)⑻摂M環(huán)境中的信息顯現(xiàn)出來，從而實(shí)現(xiàn)兩種信息的補(bǔ)充。AR技術(shù)主要有三個(gè)特點(diǎn)：集成真實(shí)世界和虛擬環(huán)境中的信息、實(shí)時(shí)交互性以及在三位尺度空間中增添定位虛擬物體。它和VR技術(shù)都在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

2.2 AR技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇

目前，AR技術(shù)發(fā)展迅速，在許多領(lǐng)域都有較大的發(fā)展空間。

2.2.1 軍事領(lǐng)域

現(xiàn)代軍隊(duì)都在廣泛的運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行作戰(zhàn)，若將AR技術(shù)運(yùn)用于部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練，則能夠更好地對(duì)作戰(zhàn)環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，從而獲取實(shí)時(shí)且精準(zhǔn)的地理數(shù)據(jù)。除此之外，AR技術(shù)還可以用于軍事演練。

2.2.2 古跡修復(fù)和遺產(chǎn)保護(hù)領(lǐng)域

對(duì)于一些破損的名勝古跡和遺產(chǎn)，人為的修復(fù)無法對(duì)其進(jìn)行真正的還原，而AR技術(shù)則可以使人們通過HMD 可能到古跡上的文字解說，也能對(duì)古跡的殘缺部位進(jìn)行重構(gòu)，對(duì)其破損程度進(jìn)行精準(zhǔn)的估計(jì)和判斷。

2.2.3 網(wǎng)絡(luò)視頻通訊領(lǐng)域

目前，視頻通訊在很大程度上只能實(shí)現(xiàn)普通意義上的視頻通化，而VR技術(shù)則能再起基礎(chǔ)上加入人臉跟蹤技術(shù)，這樣就可以在視頻通話時(shí)出現(xiàn)一些虛擬的物品，這能夠極大的滿足未來人們對(duì)于視頻通訊的趣味性要求。

2.3 AR技術(shù)所面臨的挑戰(zhàn)

2.3.1 光學(xué)性能

目前，AR技術(shù)還需要在顯示媒質(zhì)的光學(xué)性能上不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善:現(xiàn)階段，大多數(shù)顯示媒質(zhì)的視野范圍橫向?yàn)?5 度，縱向?yàn)?0 度，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人眼的視野范圍。因此，需要在光學(xué)器件的規(guī)格上進(jìn)行進(jìn)一步的提升和完善。

2.3.2 多媒體制作

由于多媒體制作工程相對(duì)較為復(fù)雜和分散，因此，目前AR技術(shù)在多媒體制作方面的應(yīng)用還有很大的欠缺。

2.3.3 用戶交互

當(dāng)前，AR技術(shù)設(shè)備逐漸在手勢(shì)、語言、動(dòng)作追蹤方面有所研究，以增強(qiáng)3D 領(lǐng)域的信息互動(dòng)。然而，由于外部環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，AR設(shè)備經(jīng)常會(huì)受到外界干擾，因此，需要提高用戶在真實(shí)環(huán)境中的合成觸覺輸入技術(shù)。

3 結(jié)語

隨著未來科學(xué)技術(shù)的不斷深入，VR技術(shù)和AR技術(shù)將會(huì)得到更為廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，它們二者相互聯(lián)系，各有長(zhǎng)處，只要將其進(jìn)行有效的結(jié)合，就能夠在未來發(fā)揮巨大的作用，使多媒體技術(shù)在更多的社會(huì)領(lǐng)域得到運(yùn)用。