淺談對大數(shù)據(jù)和虛擬以及現(xiàn)實空間的聯(lián)系與猜想

趙云浩　殷偉　鄭東雙

摘? 要：為了闡述大數(shù)據(jù)、虛擬空間、現(xiàn)實空間這三者之間的關(guān)系和對這三者的一些猜想，該文采用了對智慧城市、生產(chǎn)制造業(yè)、智能產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用等與現(xiàn)代生活有關(guān)的實例進行對比分析;對大數(shù)據(jù)、虛擬空間、現(xiàn)實空間的發(fā)展現(xiàn)狀采用調(diào)查的方法。用實例證明，大數(shù)據(jù)、虛擬空間、現(xiàn)實空間三者之間存在著相互依存、共同發(fā)展的聯(lián)系，并且給出未來三者的主要升級發(fā)展方向和工作機制。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)? 虛擬空間? 現(xiàn)實空間? 三者發(fā)展? 實際應(yīng)用

中圖分類號：TP311 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）02（c）-0024-02

1? 在大數(shù)據(jù)環(huán)境下的空間結(jié)構(gòu)定義

我們采用空間結(jié)構(gòu)組成數(shù)字量化方式，以及對大量的實例，采用了解原理、技術(shù)對比方法，綜合計算機編程技術(shù)、電學(xué)知識、機械工程知識等學(xué)科知識進行綜合分析，我們對大數(shù)據(jù)環(huán)境下的空間結(jié)構(gòu)做出如下定義：該類空間結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)點為基礎(chǔ)，通過動態(tài)組合，進而形成一個有容量的、時刻在變化的動態(tài)空間，并且具有一定的功能或者特性。

虛擬空間和現(xiàn)實空間都適用此定義。

2? 虛擬、現(xiàn)實空間、大數(shù)據(jù)三者關(guān)系

虛擬空間和現(xiàn)實空間相比，虛擬空間具有更加強大的靈活性[1]。大數(shù)據(jù)則具有真實性等特點。現(xiàn)實空間則是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的重要來源之一、同時也是搭建虛擬空間的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。所以，二者離不開現(xiàn)實空間。

2.1 大數(shù)據(jù)和虛擬空間的結(jié)合及作用

將大數(shù)據(jù)的有利之處和相應(yīng)的特點與虛擬空間的靈活性聯(lián)系在一起，對現(xiàn)實空間形成一套輔助體系。我們對虛擬空間和大數(shù)據(jù)的這套體系可以命名為數(shù)據(jù)虛擬。

從已經(jīng)出現(xiàn)的技術(shù)和應(yīng)用模式來看，這套體系包含著減少實體物件制造的成本、提高工程效率、工程上的維護與減損、改善生活條件、改變生活方式等功能，就像是智慧紅綠燈等;從未來的發(fā)展趨勢來看，這套體系又將擁有自動研究、自動升級、自我調(diào)控、體系重啟等高級功能。在應(yīng)用方面，可以涵蓋傳統(tǒng)的機械工程領(lǐng)域、建筑工程領(lǐng)域、材料工程領(lǐng)域等，在高新技術(shù)領(lǐng)域中，又可以與生物工程、空間科學(xué)形成緊密的聯(lián)系，比如基因修復(fù)工程、決策參考系統(tǒng)等。

2.2 虛擬空間和現(xiàn)實空間的結(jié)合及作用

當我們將現(xiàn)實空間和虛擬空間組合在一起，又會對大數(shù)據(jù)及其轄下的子數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的效果和作用。現(xiàn)實空間的某一類事物或者情況會有對應(yīng)的分類，同理，這也將會給這類情況或者事物里的組成數(shù)據(jù)進行分類，這些類別可能是積極數(shù)據(jù)、消極數(shù)據(jù)、殘缺數(shù)據(jù)、“地基”數(shù)據(jù)、邊緣數(shù)據(jù)等。而且在現(xiàn)實空間中，還會產(chǎn)生同一數(shù)據(jù)但又會有不同的類別。虛擬空間是基于現(xiàn)實空間所建立的，虛擬空間還會根據(jù)現(xiàn)實空間的數(shù)據(jù)采集、處理分類、指令要求等情況進行搭建虛擬動態(tài)數(shù)據(jù)組或者是信息鏈、加強靈活性和可靠性。同時虛擬空間與現(xiàn)實空間一起工作，聯(lián)合支持發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)，進一步挖掘大數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法、與其他行業(yè)領(lǐng)域的聯(lián)合工作模式;進一步強化大數(shù)據(jù)在參與各類工程工作當中的基礎(chǔ)穩(wěn)定作用;進一步提升各類事物中數(shù)據(jù)的精準度;快捷地構(gòu)造動態(tài)工作環(huán)境;科學(xué)合理地取舍與應(yīng)用數(shù)據(jù)，避免造成不必要的浪費。

為了能更加形象地描述虛擬空間和現(xiàn)實空間的組合工作機制，我們以現(xiàn)實當中的電動車設(shè)計制造為例。電動車在設(shè)計時要根據(jù)用戶需求來確定電動車的性能，進而確定零件選取的范圍，經(jīng)過整體計算和模擬運行，舍棄電動機功率過大或者過小、載重不合理等設(shè)計方案，最后進行試驗制造時，根據(jù)工藝水品，從已經(jīng)選好的方案中，確定出最適合生產(chǎn)加工銷售的方案[2]。像這樣的基礎(chǔ)實例在現(xiàn)在的生活中，還是很常見的。

無論是現(xiàn)在還是將來，只要我們追求更美好的生活、努力地改變我們的社會環(huán)境，我們就需要不斷地完善大數(shù)據(jù)，并且要用大數(shù)據(jù)技術(shù)來為我們美好的明天打下一個堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3 現(xiàn)實空間和大數(shù)據(jù)的結(jié)合及作用

現(xiàn)實空間和大數(shù)據(jù)結(jié)合工作對虛擬空間的作用機制和原理如下。

現(xiàn)實空間里的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為大數(shù)據(jù)的主要來源，相當于大數(shù)據(jù)的堅強后盾。在搭建虛擬空間時，現(xiàn)實空間和大數(shù)據(jù)二者緊密結(jié)合，始終為建設(shè)虛擬空間提供基礎(chǔ)材料數(shù)據(jù)信息。

現(xiàn)階段，比較具有代表性的、含有虛擬空間技術(shù)的產(chǎn)品是fluent工程軟件、soldworks工程軟件等。這些工程軟件都是以各類工程數(shù)據(jù)為支撐、以科學(xué)公式為基礎(chǔ)框架，形成物理模型、數(shù)學(xué)模型等，方便工程技術(shù)人員開展設(shè)計工作。現(xiàn)實空間和大數(shù)據(jù)不僅能幫助搭建虛擬空間，更是能完善虛擬空間[3]。虛擬空間在完善的時候，還要經(jīng)歷動態(tài)子空間的建立和完善、隨機事件數(shù)據(jù)空間的建立與完善、與外界相接觸的操作端、數(shù)據(jù)儲備庫等。

這個完善的過程，就像是建立了一家汽車工廠，從最初的人工生產(chǎn)線、單一的生產(chǎn)車間，最后逐漸發(fā)展成為一個綜合的、多功能的生產(chǎn)廠。這樣的實例，也是對完善虛擬空間過程中的直觀表達。

3? 對虛擬、現(xiàn)實空間和大數(shù)據(jù)的聯(lián)合工作機制猜想

通過對含有大數(shù)據(jù)、虛擬空間、現(xiàn)實空間這三者內(nèi)容的傳統(tǒng)工程仿真運動軟件、數(shù)學(xué)或者物理建模技術(shù)和最新出現(xiàn)的VR技術(shù)、人臉識別技術(shù)等，采取了解技術(shù)原理、工作原理和步驟的方式，對傳統(tǒng)和新興的技術(shù)進行分析。我們認為，目前人臉識別等新技術(shù)是對大數(shù)據(jù)、虛擬空間、現(xiàn)實空間聯(lián)合工作機制的最基礎(chǔ)應(yīng)用。這些應(yīng)用讓使用者得到部分最基本的感覺，就像是VR眼鏡，這些技術(shù)雖然可以做到讓使用者擁有一個完美的視覺效果或者聽覺效果，但是仍然無法讓使用者感受到味覺、嗅覺或者針刺的感覺等。

所以，我們猜想，未來的三者聯(lián)合工作機制，將會以完善現(xiàn)實空間的數(shù)據(jù)庫、減少數(shù)據(jù)的錯誤率、降低數(shù)據(jù)誤差、進一步依靠現(xiàn)實空間來擴展虛擬空間的功能為目標，通過計算機、人造電子空間、熱源輻射或者信號頻率對接等方式，進行空間交換工作，同時賦予對虛擬空間自主升級的能力。并且，在虛擬空間中，展現(xiàn)出現(xiàn)實空間的所有樣子;在現(xiàn)實空間，享受到虛擬空間所提供的輔助服務(wù);大數(shù)據(jù)則始終為兩個空間的發(fā)展源源不斷地提供著發(fā)展變更的數(shù)據(jù)。

4? 結(jié)語

虛擬空間、現(xiàn)實空間、大數(shù)據(jù)，這3個要素是在互相促進發(fā)展中不可缺少的因素。雖然現(xiàn)在三者的發(fā)展還處于一個初級的狀態(tài)，但是在未來發(fā)展中，提高工作效率，規(guī)避行業(yè)風(fēng)險等方面，將會大有幫助。同時也要注意，這三者發(fā)展時，一定要以人為本，不能隨意泄露數(shù)據(jù)和更改數(shù)據(jù)，研究人員一定要擁有正確的研究態(tài)度，使用者也要從自己的實際情況為基礎(chǔ)，合理地使用大數(shù)據(jù)和虛擬空間與現(xiàn)實空間的技術(shù)，無論怎樣，切不可違背自然規(guī)則。

參考文獻

[1] 邱云樂.基于混合虛擬化技術(shù)的計算機性能優(yōu)化研究及應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊：電子版，2018（3）：257-258.

[2] 楊松齡，彭煒，朱曉杰，等.淺析機械加工工藝的優(yōu)化方案[J].神州，2017（14）：250.

[3] 魏佳.數(shù)字時代視聽作品異質(zhì)混合空間構(gòu)成研究[J].傳媒，2016（18）：69-71.