科普中国独家策划虚拟现实带你走近未来新世界.docx
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科普中国独家策划虚拟现实带你走近未来新世界
科普中国独家策划:
虚拟现实带你走近未来新世界
编者按:
1月6日,一年一度的美国拉斯韦加斯国际消费电子产品展(CES2016)正式拉开帷幕,本届展会上,无人机和虚拟现实技术大放异彩,这从两项技术展区面积的扩增上可见一
斑。
2016年内,一些厂商将纷纷推出以虚拟现实(VirtualReality,简称VR)、可穿戴设备等新技术为主的新产品,包括Facebook旗下OculusRift、三星GearVR、索尼PlayStationVR以及HTCVive等虚拟现实头盔。
作为热门科技产业,虚拟现实吸引了科技爱好者的极大兴趣,
而VR技术也成为时下最能逼真塑造科幻版世界的前沿科技。
“科技前沿大师谈”特别推出“走
近虚拟现实世界”系列精品视频,带读者体验虚拟现实的未来新世界。
1月4日,在美国拉斯韦加斯消费电子展的媒体预展上,一名记者体验最新3D头手追踪技术。
2016
年拉斯韦加斯消费电子展4日开始对媒体开放,6日正式开展。
据介绍,此次展会的展位面积达创纪录的
22.3万平方米,吸引了超过3600家厂商参展,报名人数超过15万,其中4.5万人来自国外,仅参会的记者就达到5000人。
新华社记者杨磊摄
2015年7月15日,参观者在上海举行的世界移动大会上参加驾驶虚拟实境体验。
新华社记者丁汀摄
梦境制造者虚拟现实技术
大师谈动画版:
梦境制造者虚拟现实技术
除了CES2016这样的世界顶级科技展,对普通大众来说,虚拟现实似乎只能在科幻大片
中才可看到,至今仍有很多人认为虚拟现实技术还是处于想象阶段的未来技术。
其实不然,虚拟现实技术如今已经发展的相当成熟。
虚拟现实眼镜、虚拟现实头盔还有游乐场里经常见到的虚拟
现实体验馆等,虚拟现实技术已经实实在在的出现在人们的生活里。
当前,这位“梦境制造大师”已经给我们的生活增添了许多炫酷的体验,比如“虚拟购物”的出现。
视频:
购物新体验——虚拟购物
“虚拟购物”这种新颖的购物方式是将虚拟现实技术应用在电子商务领域的典型代表,它
构建了一种接近现实场景的虚拟购物商店。
顾客在这种虚拟的环境中如身临其境,好像进入了一个真实的购物中心,在这里人们可以随意选择自己喜爱的商品,更可以360度观察商品,带来一种直观、全面的购物体验。
虚拟现实技术的游戏世界
与构建虚拟购物商店类似,如果将VR技术应用在游戏中,玩家们将能在沉浸式的环境中
获得更逼真的互动体验。
时至今日,虚拟现实技术在游戏领域的应用上,从最初的文字游戏,到二维游戏、三维游戏,再到网络三维游戏,游戏在保持其交互性和实时性的同时,逼真度和沉浸
感也正在一步步地提高和加强。
可以说,电脑游戏自产生以来,一直都在朝着虚拟现实的方向发
展,虚拟现实技术发展的最终目标已经成为三维游戏工作者的崇高追求。
Facebook旗下公司Oculus近日宣布推出的虚拟现实头盔OculusRift,售价为599美元,将于3
月28日开始发货。
图片来源:
Oculus官网
那么,在这些越来越丰富的电子游戏领域中,虚拟现实究竟运用了哪些特殊的技术呢?
首
当其冲的便是体感交互技术,它实现了玩家利用身体或周围物体的移动来操纵应用,从而可以完全摆脱传统的鼠标键盘和复杂的动作捕捉设备。
其次,为了增强游戏过程中的沉浸性与真实感,
立体显示技术与三维虚拟声音生成技术、以及触觉反馈技术,都是虚拟现实技术在游戏中的几项
重要运用。
视频:
虚拟现实技术在游戏方面的应用
我们知道,视觉效果是电子游戏机最重要的功能之一,因而显示技术尤其是立体显示技术,是电子游戏机的重要支撑技术。
为了增强游戏过程中的沉浸性,当前虚拟现实游戏机通常采用的显示器,有台式立体显示器和头盔式显示器两种。
台式立体显示器的显示屏幕上,会以一定的频率交替来显示生成的左右眼视图,游戏过程中用户需要佩戴立体眼镜,使左右眼只能看到屏幕上对应的相应视图,最终在人眼视觉系统中形成立体成像。
在刘慈欣的科幻小说《三体》中,科学家汪淼穿上虚拟现实装备进入三体游戏世界的情境,想必给不少读者留下深刻印象——在三体游戏世界里,来在现实世界的汪淼以第一视角在茫茫
干涸之地上跋涉,与周文王及其追随者一起向着商朝首都朝歌行进,这种游戏过程中的沉浸体验正是借助VR头盔得以实现。
头盔式显示器是虚拟现实系统普遍采用的一种立体显示设备,它通常安装在头部,在头盔显示器的屏幕上显示图像,VR头盔通常由两个显示器分别向两个眼睛提
供图像,两个图像存在微小差别,类似于“双眼视差”。
由于头盔上安装有头部位置跟踪装置,
该装置还可以检测用户头部的位置,然后将其传送给计算机装置,计算机能够根据用户头部的运
动实时显示,改变用户视野的三维视线范围。
VR头盔的应用使电子游戏机的“沉浸性”得到了增强,并丰富了电子游戏机的表现力。
2016年将上映的中国科幻电影《三体》中,科学家汪淼戴着虚拟现实头盔,准备登录三体游戏。
(电影剧照由游族影业提供)
当虚拟现实遇上传统医疗
虚拟现实游戏所具有的逼真互动性,给互动娱乐提供了新的可能性,沉浸式的环境也预告
着新世纪娱乐形式的到来。
看到这里肯定有人会问,虚拟现实技术是不是只是一种娱乐技术?
答案当然是否定的。
在游戏市场之外,虚拟现实技术在医学、军事航天、室内设计、工业设计、房
产开发、文物古迹保护等领域都有广泛的应用。
自虚拟现实技术诞生以来,研究人员一直在探求其在医疗领域内的运用。
2003年,虚拟现实技术在世界范围内价值近430亿美元,较2002年增长了9.8%,其中,医学和生物技术领域
通过虚拟现实技术创造了87亿美元。
随着技术的发展,最初的计算机辅助手术系统已经发展到
可以针对不同的外科手术进行辅助规划,由原来的导航、观摩形式,发展成为可操作、可交互的虚拟仿真系统。
视频:
当虚拟现实遇上传统医疗
在手术培训方面,虚拟现实系统可提供理想的培训平台,受训医生可观察高精度三维人体
图像,并通过力反馈设备摸拟触觉,让受训者在切割组织时感受到器械的压力,感觉就像在真实的人体上手术一样。
而在临床诊断方面,利用三维重建及虚拟现实技术已经开发出许多虚拟内窥镜的软件,可
以使医生的视线在病人体内甚至毛细血管中自由航行。
这种动态的现实显示对临床诊断具有无比宝贵的价值。
军事中的虚拟现实技术
1993年,Helsel与Doherty曾对全世界范围内已经进行的805项VR研究项目作了统计,结果表明:
VR在娱乐、教育及艺术方面的应用占据主流,达21.4%,其次是军事与航空达12.7%。
由于虚拟现实技术可以在很大程度上解决真实作战训练中的许多实际问题,例如费用过高、危险、受真实环境的限制等,所以从一开始,虚拟现实技术便倍受各国军方的青睐,从长远来看,
这也的确远比实战训练划算。
由此,自虚拟现实技术兴起以来,美国就在研发和利用该技术中一
直处于领先地位,从而使军事为虚拟现实技术领域的变革和进步都做出了很大贡献。
视频:
虚拟现实在军事领域中的应用
虚拟现实技术被应用在军事领域中有许多显著优势,比如模拟虚拟战场环境、单兵模拟训
练与评判、诸军种联合虚拟演习、进行指挥员训练、武器系统设计与武器系统评估等。
而在一些军事或科幻题材电影中,虚拟战场环境也常常被表现得科技感十足,它的实现方法就是通过三维战场环境背景生成与图像合成,创造一种险象环生、几近真实的立体战场环境,使演练者“真正”进入形象逼真的战场。
而现如今,美军在研发和利用该技术中一直处于领先地位,与此同时,我国也在虚拟现实技术的军事研究与开发上,未曾停下前进的脚步。
总之,经过半个多世纪的演进和积累,虚拟现实正处在抵达技术临界点的前夜,在全球范
围内也正在掀起VR商业化普及化的浪潮。
在VR技术构建的奇妙世界里,我们可以穿上模拟飞
行装置,从第一视角体验鸟儿飞翔的感觉;可以为了挑战极限、追求刺激,而去乘坐更为带感的虚拟现实过山车;更可以借助“无重力”模拟器体验在太空站做宇航员的感受而这一切都是
虚拟现实技术带给人类的新体验。
2016年被称为VR产业爆发元年,在可见的未来,VR技术在
消费、旅游、医疗、体育等各个领域的运用将会越来越广泛,与普通人的关系也会越来越紧密。
本文来源:
“科普中国-科技前沿大师谈”
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