物聯(lián)網(wǎng)將改變虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來

呂漣穎

物聯(lián)網(wǎng)被定義為連接設(shè)備的基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)，因此其具有增強(qiáng)使用最新技術(shù)的設(shè)備的巨大潛力，如虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）。當(dāng)VR設(shè)備嵌入物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)時(shí)，可以提供有關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)的額外信息，并通過增加各種可定制功能的范圍來改善整體用戶體驗(yàn)。

此外，VR是用各種傳感器收集的數(shù)據(jù)創(chuàng)建的現(xiàn)實(shí)模擬。收集到的數(shù)據(jù)被輸入計(jì)算機(jī)硬件，然后進(jìn)行軟件處理，這有助于形成一個(gè)用戶可以沉浸的環(huán)境。要體驗(yàn)VR，用戶必須戴上VR頭盔。收集數(shù)據(jù)的傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的幫助下相互連接，這就是物聯(lián)網(wǎng)在推進(jìn)VR技術(shù)中發(fā)揮重要作用的地方。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)是指用戶完全脫離現(xiàn)實(shí)，只感受到其正在體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)。

AR和VR的比較

AR是一種與現(xiàn)實(shí)環(huán)境共存的虛擬環(huán)境，顧名思義，其在一個(gè)普通的物體上添加了額外的信息。其主要目標(biāo)是增強(qiáng)我們每天看到的常規(guī)物理對(duì)象，不像VR，其處理由傳感器創(chuàng)造的完全不同的環(huán)境。創(chuàng)建的環(huán)境用于虛擬地執(zhí)行各種功能和任務(wù)。AR和VR在各自的領(lǐng)域同樣重要，在制造業(yè)、醫(yī)療保健、汽車行業(yè)、設(shè)計(jì)等方面均取得了進(jìn)步。

物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵應(yīng)用

醫(yī)療保健

VR技術(shù)在醫(yī)療保健行業(yè)的各個(gè)方面都有顯著幫助。其允許專業(yè)人員從遠(yuǎn)程位置相互連接，VR頭戴設(shè)備提供了一個(gè)完整的3D環(huán)境來教授學(xué)生。其也被證明對(duì)患者有幫助，因?yàn)槎鷻C(jī)在手術(shù)前被用來使患者平靜下來，使患者放松，為接受手術(shù)做好準(zhǔn)備。據(jù)報(bào)道，與常規(guī)治療相比，接受物理治療的患者通過在3D模擬環(huán)境中執(zhí)行物理任務(wù)可以恢復(fù)得更快。

教育

VR已幫助許多殘障學(xué)生上課。由于不幸的原因無法上課的學(xué)生，現(xiàn)在可以輕松地上課了。事實(shí)證明，VR對(duì)醫(yī)科學(xué)生有很大的幫助，因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在可以無阻礙地觀察手術(shù)。VR為學(xué)生提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，因?yàn)樗麄儸F(xiàn)在可以通過有效的可視化來理解概念。

制造業(yè)

在制造工廠，AR和VR的結(jié)合可用于提高裝配線的效率，并縮短周期時(shí)間。AR可以表示存在延遲或延遲的關(guān)鍵區(qū)域，并且可以糾正和處理這種延遲，以防止再次發(fā)生。在實(shí)際構(gòu)建之前設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)是VR的重要應(yīng)用之一，特別是檢查其可行性、尺寸和設(shè)計(jì)。這將節(jié)省大量的時(shí)間、金錢和精力。

游戲

VR最初是為沉浸式游戲設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在仍在使用。其為用戶提供了一種獨(dú)特的游戲體驗(yàn)。這個(gè)部門將用戶帶到了一個(gè)完全不同的世界，在某些情況下，還有助于緩解壓力。

優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的VR技術(shù)的挑戰(zhàn)

支持VR的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為用戶提供整個(gè)想法的可視化以幾乎3D形式呈現(xiàn)。事實(shí)證明，物聯(lián)網(wǎng)中的VR在游戲、醫(yī)療保健、制造和設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的提供沉浸式體驗(yàn)方面非常有用。這有助于體驗(yàn)原型或概念，并預(yù)測(cè)其在現(xiàn)實(shí)世界中的感受，而無需實(shí)際構(gòu)建其物理版本。然而，這種技術(shù)也有其自身的挑戰(zhàn)，必須加以考慮：

VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)

VR視頻流需要消耗大量數(shù)據(jù)，因?yàn)槠渖婕巴暾?60°視圖。渲染這樣的視頻需要更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)資源，在流媒體渲染視頻時(shí)必須始終存在強(qiáng)大的Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。弱的WiFi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接會(huì)導(dǎo)致突然的數(shù)據(jù)流，因此，針對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)可靠的VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)將是有效的VR系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

用戶視圖的預(yù)測(cè)

用戶視圖預(yù)測(cè)的有效性起著關(guān)鍵作用，因?yàn)橄到y(tǒng)必須預(yù)測(cè)用戶的移動(dòng)。呈現(xiàn)的內(nèi)容決定了用戶的動(dòng)態(tài)。如果用戶響應(yīng)內(nèi)容并移動(dòng)，則呈現(xiàn)的內(nèi)容必須相應(yīng)更改。VR系統(tǒng)必須考慮到用戶的動(dòng)態(tài)特性，考慮到用戶的不可預(yù)測(cè)的移動(dòng)不能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。如果預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，體驗(yàn)的質(zhì)量就會(huì)下降。

計(jì)算的要求

對(duì)于實(shí)時(shí)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，強(qiáng)大的計(jì)算能力是必不可少的。高質(zhì)量的VR視頻需要對(duì)視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)的編解碼和渲染，這對(duì)計(jì)算能力的要求非常高。其還需要額外的處理時(shí)間來準(zhǔn)備視頻。壓縮是VR系統(tǒng)的必要組成部分，平均可以將文件大小減少90%，但代價(jià)是每幀的解碼延遲達(dá)到毫秒級(jí)。

流媒體

大容量的VR內(nèi)容會(huì)在有限的帶寬上產(chǎn)生存儲(chǔ)和流媒體問題。這激發(fā)了創(chuàng)建一個(gè)相當(dāng)小的緩存緩沖區(qū)，這給自適應(yīng)VR流設(shè)計(jì)帶來了很大的困難。

物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)實(shí)的未來

各種現(xiàn)實(shí)為先進(jìn)的未來提供了巨大的潛力。支持VR的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將極大地影響關(guān)鍵領(lǐng)域，并顯著改善用戶體驗(yàn)。這項(xiàng)技術(shù)確實(shí)有一些挑戰(zhàn)需要克服，但其應(yīng)用的影響大于挑戰(zhàn)。隨著對(duì)在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)的持續(xù)研究，支持VR的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將很快變得更加普遍。