行业研究丨穿越想象与现实的壁障——虚拟现实的现状与展望

2023-05-27 0 585

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VR产业发展及表述

VR源于1965年美国Ivan·Sutherland在IFIP会议上发表的专文“The ultimate Display”的学术论文。Sutherland在学术论文中明确提出了觉得真实、可视化真实世界的人工智慧协同方法论,并指出现代人能透过显示屏对真实世界展开观察。随后,他生前成功研制了面罩式三维显示屏和一个虚拟系统,那个虚拟系统被称为第一个VR系统。但受限于控制技术因素,VR产业发展仍十分较慢。直到上世纪90年代,计算机应用软件与应用软件水平的提升,能够透过数据建立动态动画电影,使得VR控制技术才迈入快速产业发展新阶段,也正是在那个时候,VR控制技术的三个特点Imagination(设想)、Interaction(可视化)、Immersion(沉浸于)被明确提出,VR方法论进一步完善。进入21世纪,VR控制技术的产业发展继续狂飙,现代人不断开发更一流的VR控制技术和相关设备,并透过提高效率,展开VR商品化,谋求控制技术的破冰与产品的普及化,VR那个古时“堂前燕”,已飞进愠不火的目麦中。

广州市人工智慧专业委员会指出,VR控制技术是一种深加工以计算机控制技术为核心的现代信息控制技术聚合精巧的、可可视化的程序代码,给予使用者关于听觉、感官、触觉、感官、感官等感官的演示沉浸于觉得的控制技术。一般来说,VR核心控制技术主要包涵近眼显示控制技术、交互可视化控制技术、图形处理控制技术、内容制做控制技术等,具有多互动性、沉浸于性、可视化性等特点。

根据展现出及操作方式的不同,VR控制技术能分成以下五类:PR320VR、沉浸于式VR、增强式VR、分布式系统VR。如前所述沉浸于式新体验进行分类,可分成非互动式新体验、人—程序代码互动式新体验和社会群体—程序代码交互式新体验等。

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VR控制技术

PR320VR由个人计算机或中低端图形工作站实现,参观者透过计算机的显示屏对真实世界展开观察,同时,参观者还能利用鼠标、数据手套等外部设备对真实世界中的各类对象展开操作。PR320VR成本较低,应用范围广,但其呈现出的虚拟场景效果一般,缺乏沉浸于感,仅作为初级阶段的VR,例如美国苹果公司开发的QuickTime Virtual Reality,就是一款如前所述静态图像处理的初级VR控制技术的跨平台多媒体套件。

沉浸于式VR相较于PR320VR更加高级,它能给予使用者对真实世界完全沉浸于的新体验。沉浸于式VR控制技术是透过头戴显示设备将使用者的感官系统与外部真实世界环境分隔,同时系统利用安装在头戴显示屏上的多个追踪器,追踪使用者眼部、手部等情况,以演示出动态的虚拟场景。沉浸于式VR控制技术最初应用于航天员及飞行员的训练当中,后在娱乐领域也涉及广泛,例如日本索尼公司推出的PlayStation VR设备。

行业研究丨穿越想象与现实的壁障——虚拟现实的现状与展望

增强式VR实际上与VR有着本质的区别。VR是完全创造出一个虚拟的世界对现实世界展开取代,而增强式VR则是如前所述现实环境展开呈现。简而言之,增强式虚拟现实是将计算机聚合的虚拟影像置于真实世界的环境之中,扩充现实环境信息以带给参观者的更真实世界的感受。增强式VR控制技术一次典型的应用案例是在网络游戏英雄联盟2017年全球总决赛的开幕式上,赛事主办方使用计算机建模制做了一条巨龙,透过AR控制技术使其“飞进”场馆,好像真实世界地站在观众面前,给现代人强烈的听觉冲击。

分布式系统VR(简称DVR)是分布式系统系统和VR控制技术的结合,是如前所述网络程序代码的一个VR系统。不同物理位置的多个使用者能透过网络在同一个真实世界里展开观察、可视化和信息资源分享,依赖于分布式系统计算机的计算能力和网络通信水平。在电影《头号玩家》中,真实世界“绿洲”就是透过分布式系统VR控制技术运行,无论是在货车车厢里,还是在简陋的房间,只要拥有相关设备的使用者都能进入“绿洲”展开动态可视化。

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VR产业发展现出状

VR控制技术在我国起步较晚,但产业发展十分迅速。目前中国的AR、VR控制技术已达到国际前列水平。深圳市人工智慧专业委员会总结了目前VR控制技术的四个方面的产业发展现出状。

近眼显示方面,快速响应液晶屏、折反式已规模量产。

交互可视化方面,内外追踪控制技术已全面成熟,手势追踪、眼动追踪、沉浸于声场等控制技术开始逐步成熟。

图形处理方面,云图形、人工智慧与注视点控制技术等进一步优化图形质量与效率间的平衡。

内容制做方面,WebXR、OS、OpenXR等支撑工具稳健产业发展。

但是,目前VR控制技术仍存在一定的缺陷,交互延伸控制技术的不成熟、动态三维建模控制技术缺乏、精确定位控制技术误差大、眩晕和人眼疲劳都是制约VR控制技术进一步应用的问题。

VR控制技术应用场景广泛。目前,VR控制技术主要应用于商业、娱乐、军事、医疗等领域

在商业领域

由于VR自身的可视化性与沉浸于性,使用VR控制技术展开商业产品的推广有着比传统推广手段更好的效果。目标社会群体能在可视化的过程中更加直观的感受产品的功能和内容,沉浸于式的新体验也能加深目标社会群体对产品的记忆,提高其对产品的整体印象,以此获得更高的经济效益。

在娱乐领域

VR控制技术所提供的的沉浸于感,能给现代人带来身临其境的感受,无论是电影、游戏和现实演示,都能极大地提升现代人精神的满足感。同时,虚拟舞台、虚拟游乐园等虚拟娱乐场景的建立,让现代人足不出户也能新体验户外的场景,改变现代人娱乐方式。

在军事领域

VR控制技术更多地应用于军事训练、军事演习和沙盘兵棋推演。VR所创造的虚拟场景,能够让士兵们新体验到更加丰富且真实世界的战斗环境,以此提高其在不同场景下的作战能力和在极端环境下的应变能力。

在医疗领域

VR控制技术所提供的能力与军事领域相类似,主要帮助医护人员展开紧急救助培训和演示手术训练。除此之外,利用虚拟现实控制技术能创造虚拟人体,以供医生展开演示解剖和演示治疗的演练和复盘。

由此可见,VR控制技术在当前已涉及多个领域,并且在这些领域当中都发挥着巨大的作用。

行业研究丨穿越想象与现实的壁障——虚拟现实的现状与展望

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VR产业发展展望未来

VR现已成为国家重点战略布局方向之一。2022年10月28日,工业和信息化部、教育部、文化和旅游部、国家广播电视总局、国家体育总局印发《VR与行业应用融合产业发展行动计划(2022-2026年)》,计划指出:VR(含增强现实、混合现实)是新一代信息控制技术的重要前沿方向,是数字经济的重大前瞻领域,将深刻改变人类生产生活方式。同时,VR产业也有巨大的产业发展前景,工信部预计,2026年我国的VR产业规模将突破3500亿元,VR产业将迈入产业发展快车道。未来,在政策赋予的宽松产业发展环境之下,VR将随着科技水平的不断提高、应用控制技术的不断破冰,虚拟现实在各领域的应用逐步深入并渗透到社会各行各业,不断改变着现代人的生活方式,其市场前景十分广阔。

VR背景:从古代到未来

中国古代小说《聊斋志异》中描述过一个名叫“画壁”的故事。故事的主人公孟龙潭与一位姓朱的举人在参观一座寺庙的壁画时,朱举人为画中仙女所吸引,误入壁画中的世界。书中描述其“身忽飘飘,如驾云雾,已到壁上。见殿阁重重,非复人世。”并且,在壁画之中,朱举人聆听佛家讲座、与仙女相识、被天界士兵搜捕,心情跌宕起伏,居然产生了“竟不复忆身之何自来也”的感受。

其实那个壁画中的世界,能指出是古代现代人对于VR的想像。人在壁画中所做的种种事情,体现的是VR的可视化性;人在壁画中的所获得的新新体验,是VR设想性;人在壁画中的感受,则是程序代码带给人的沉浸于感。这意味着在古代,现代人就已经在文字中设想VR的概念了。随着现代科学与计算机控制技术的不断产业发展,古人想像之中的真实世界,已经能够透过科技手段展开呈现。现代人能利用计算机对参与者施加听觉、感官和感官感受以营造程序代码,并允许其与程序代码产生直接或间接的可视化。然而,当前的VR控制技术仅是一个开端,并不是终点。

前些年,美国电影《头号玩家》所展现出的正是现代人对未来VR的一种设想:当现实世界逐渐破败,生活压力骤增,现代人纷纷透过一种设备,进入一个叫“绿洲”的真实世界中。那个真实世界是一个应有尽有且完整的世界,有着属于自己的运行逻辑和秩序,现代人能在里面做规则允许之内的任何事情。这样一种设想,代表着现代人对VR未来的预测,也从侧面也表达了VR控制技术将会有越来越广泛的应用场景和广阔的产业发展前景。

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