虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

郭亦潔

摘 要 我們經(jīng)常在科幻題材的電影或者小說中看到這樣的場景：不同空間的人可以通過通訊器顯示的影像，將自己置身于與通訊對象相同的場景中去，以此進(jìn)行信息的傳遞，這種先進(jìn)的手段在近年來逐漸走入人們的生活，而這依賴的就是當(dāng)前科技界發(fā)展勢頭迅猛的虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，其中，較為人們所熟知的是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。未來這兩種技術(shù)一旦發(fā)展成熟，將會對教育、醫(yī)療、建筑等行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的推進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù) 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)目前正處在發(fā)展的蓬勃期，科學(xué)家們對這兩種技術(shù)將要在各行各業(yè)所產(chǎn)生的作用給予極高的預(yù)期值，但是現(xiàn)在這兩種技術(shù)的發(fā)展處于一種“比現(xiàn)有形式好，但又好不到理想程度”的階段，所以資本市場雖然都投入大量的資金進(jìn)行研發(fā)，但是目前還未能到被廣泛使用的程度。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的概念

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)，是近幾年新出現(xiàn)的一種3D交互技術(shù)，它創(chuàng)建出與現(xiàn)實場景極其相似的三維立體環(huán)境，融合多種信息來源，使用戶能夠更加沉浸到環(huán)境中去。特點在于交互性強(qiáng)，全景浸入，以及有更真實的體驗快感，這種技術(shù)目前越來越被人所熟知，逐漸被應(yīng)用到生活當(dāng)中來。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)包含了模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是指根據(jù)設(shè)定好的參數(shù)，由計算機(jī)創(chuàng)建的三維立體圖像。感知指的是具有人類擁有的所有感覺能力。自然技能指的是人體能夠完成的所有行為。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項集合了計算機(jī)圖形學(xué)、傳感技術(shù)及人工智能等的人機(jī)交互技術(shù)。

1.2 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）技術(shù)，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“近親”，它是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種技術(shù)，但與虛擬現(xiàn)實技術(shù)不同的地方在于增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)更強(qiáng)調(diào)我們所在的真實世界與虛擬世界信息的疊加。它能夠?qū)⑽覀儫o法感受到的另一個時空的信息添加到創(chuàng)建的環(huán)境當(dāng)中，使我們能得到超越現(xiàn)實的感官體驗。所以增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠起到輔助完善的作用，它可以與現(xiàn)實生活中各類信息緊密結(jié)合，實現(xiàn)信息快速發(fā)掘、特殊場景展示等各種應(yīng)用。目前在各大院校和研究所都在積極開展增強(qiáng)技術(shù)研究，估計未來十年甚至幾年之后，它就有可能廣泛投入應(yīng)用。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)強(qiáng)調(diào)用戶在虛擬環(huán)境中的視覺、聽覺、觸覺等的完全浸入，利用這一技術(shù)能模仿許多高成本及危險的真實環(huán)境。因而其主要應(yīng)用在教育教學(xué)、模型可視化、軍事仿真訓(xùn)練、工程設(shè)計、娛樂等方面。其中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用比較普遍的一個領(lǐng)域是網(wǎng)絡(luò)游戲。目前的網(wǎng)絡(luò)游戲越來越重視玩家的體驗，不再只看重游戲情節(jié)的設(shè)置，也在游戲感受方面做了巨大的工作，3D電影就是一個很好的例子。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)更先進(jìn)的一點是，不同于我們現(xiàn)在所見的二維畫面，戴上虛擬現(xiàn)實眼鏡玩家就如同進(jìn)入了完全不同的世界，無論人物的形象還是道具的使用都更具有真實感，使得游戲玩家有更加逼真的游戲效果，這是在電腦屏幕之前所無法享受到的體驗。而這種游戲模式在近年來也被更多的人所推崇。

除此之外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在航天及飛行領(lǐng)域也將起到重要的作用，虛擬現(xiàn)實豐富的感覺能力與3D顯示環(huán)境都對宇航員和飛行員所需的模擬訓(xùn)練方面有著極大的幫助，可以為宇航員創(chuàng)造更加真實的太空訓(xùn)練環(huán)境，美中不足的是飛行模擬器對圖像質(zhì)量及刷新速度的要求是現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實技術(shù)所不具備的，這也是接下來要加以改進(jìn)的地方。

2.2 增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)并不是以虛擬環(huán)境代替現(xiàn)實環(huán)境，而是利用附加信息去增強(qiáng)使用者對現(xiàn)實環(huán)境的感官認(rèn)識。因而它側(cè)重于輔助教學(xué)、醫(yī)療研究與解剖訓(xùn)練、軍事仿真訓(xùn)練、遠(yuǎn)程機(jī)器人控制、娛樂等應(yīng)用領(lǐng)域。

騰訊公司曾在里約奧運會提供的“實時傳遞火炬”功能就是一種增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的使用。通過將虛擬的傳遞火炬的信息圖像添加到手機(jī)功能當(dāng)中，使用者用手機(jī)就能參與到火炬?zhèn)鬟f的過程當(dāng)中去，讓世界各地的人都能體會到傳遞火炬的愉悅，大大提高了人們對于奧運會的觀感和參與度。

另外還有這幾年頗受歡迎的拍照軟件Faceu，通過在拍攝時對人臉進(jìn)行實時追蹤，隨意的改變臉部表情形態(tài)或者添加不同的圖案，來達(dá)到一種可愛或搞笑的效果，就是利用了增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對收集到的人臉信息進(jìn)行改動，得到了許多年輕人的喜愛。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)需要改進(jìn)的方向

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)雖然正在一步步的完善，但目前的計算機(jī)在創(chuàng)建環(huán)境時，無法捕捉到現(xiàn)實世界的所有實體信息，所以虛擬環(huán)境與現(xiàn)實環(huán)境總是有差別。而將現(xiàn)有的算法加以完善，建立更為有效的參數(shù)，是這兩種技術(shù)向前發(fā)展所必經(jīng)的一個關(guān)卡。以游戲項目為例，在北京西單“VR體驗館”觀眾可以利用虛擬現(xiàn)實設(shè)備進(jìn)入與現(xiàn)實完全不同的世界，游戲效果確實大有提升，但卻不可避免地出現(xiàn)了視線模糊、交互卡頓等問題。同時，畫面中某些物理運動定律規(guī)定的動作程度，也由于二維轉(zhuǎn)三維的視角變化而變得略顯怪異。

第二個問題在于，許多人如今還存在對于虛擬現(xiàn)實概念的過渡消費。虛擬現(xiàn)實技術(shù)正處于蓄力發(fā)展的階段，目前的發(fā)展程度并不成熟，各行業(yè)對未來的預(yù)期是基于其巨大的潛能做出的判斷，但并未有實質(zhì)性的成果來體現(xiàn)，所以過度消費虛擬現(xiàn)實概念，會使消費者提出超出現(xiàn)實的要求，與行業(yè)實質(zhì)發(fā)展是不相符的。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)對社會發(fā)展的意義

我們經(jīng)常會感嘆，當(dāng)今的世界正在經(jīng)歷第三次科技革命--信息技術(shù)革命，虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)作為剛剛起步發(fā)展的新興技術(shù)，已經(jīng)顯示出了極大的潛力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以創(chuàng)建虛擬環(huán)境，增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)則可以擴(kuò)充環(huán)境信息使其更加逼真，這種新型的技術(shù)能夠應(yīng)用到教育、醫(yī)療、軍事、航天等各種領(lǐng)域，一旦發(fā)展成熟，人類的生活將會發(fā)生翻天覆地的變化。

5 結(jié)束語

不論如何，虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)都是科技發(fā)展的產(chǎn)物，是兩個同根同源的技術(shù)，聯(lián)系緊密，又在技術(shù)細(xì)節(jié)和應(yīng)用方面有諸多不同。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷成熟，它們終將進(jìn)入我們的生活，影響著人類發(fā)展的方方面面。時代在進(jìn)步，如同手機(jī)廣泛進(jìn)入我們的生活只用了不到10年的時間，虛擬現(xiàn)實技術(shù)注定也會用更短的時間融入我們的生活。而我們現(xiàn)在要做的，是理性客觀地看待各項技術(shù)的發(fā)展，不以社會輿論為基準(zhǔn)來對它們做出過度預(yù)期。一旦虛擬現(xiàn)實技術(shù)全面進(jìn)入我們的生活，無論娛樂、教育還是社會其他行業(yè)，都會發(fā)生翻天覆地的改革。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉，張春華，徐衛(wèi).增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2012（06）：66.

[2]北京西單新一代首家“未來隊長”VR體驗館開業(yè)[R].鳳凰網(wǎng)游戲，2016.

作者單位

北京四中 北京市 100034