VR（Virtual Reality，即虛擬現實，簡稱VR），是由美國VPL公司創建人拉尼爾（Jaron Lanier）在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環境成為虛擬環境（即Virtual Environment，簡稱VE）。虛擬現實技術實現的載體是虛擬現實仿真平臺，即（Virtual Reality Platform，簡稱VRP）。

技術介紹

VR = Virtual Reality，虛擬現實，或稱靈境技術，實際上是一種可創建和體驗虛擬世界（Virtual World）的計算機系統。

隨著社會經濟的發展，計算機已經成為社會生活中不可缺少的重要組成部分，友好的人機接口技術很早已成為人們關心的一個重要課題，因為一個比較差的人機交互接口很可能將使一個功能很強的產品變得不可接受。

總體來講，人機接口技術主要研究方向有兩個方面：（1）人如何命令系統（2）系統如何向用戶提供信息。

眾所周知，人在使用計算機方面的感受（即人機交互部分的友好度）直接影響到人對系統的接受程度，而這兩個方面直接決定了人機交互部分的友好度。

虛擬現實

互聯網時代的來臨使得人類的交流采用了新的方式，進入了新的領域。具體發展過程如下：命令界面—圖形用戶界面—多媒體界面—虛擬現實。

那么，什么是虛擬現實技術？

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR），是由美國VPL公司創建人拉尼爾（Jaron Lanier）在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是：綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中，計算機生成的、可交互的三維環境成為虛擬環境（即Virtual Environment，簡稱VE）。

2014年3月26日，美國社交網絡平臺Facebook宣布，將斥資20億美元收購沉浸式虛擬現實技術公司Oculus VR。 Fackbook 首席執行官Mark Zuckerberg堅信虛擬現實將成為繼智能手機和平板電腦等移動設備之后，計算平臺的又一大事件。并計劃將Oculus的應用拓展到游戲以外的業務，在此之前，Oculus主要用于為人們在游戲過程中創造身臨其境的感覺。Facebook收購Oculus，使得虛擬現實這個科技行業小眾的名詞，開始為更多業外的人們所熟悉。業內人士稱，虛擬現實時隔70多年，又迎來了春天。

應用領域

VR（虛擬現實）技術可廣泛的應用于城市規劃、室內設計、工業仿真、古跡復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅游教學、水利電力、地質災害、教育培訓等眾多領域，為其提供切實可行的解決方案。

在先進制造業領域，站在大飛機發動機的3D影像面前，“可任意拆卸”這個虛擬現實的強項表現得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發動機的許多部件逐一拆下，再進入發動機內部。“虛擬現實”實現了跨平臺的交互式設計、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數據可視化等功能，大幅提高設計團隊的設計效率，使研發人員能及時發現、修正設計缺陷和潛在的工藝問題，提高產品開發的制造成功率。

虛擬現實技術在教育培訓領域也大有用武之地。為真實實驗不具備或難以完成的教學功能創造條件。在涉及高危或極端的環境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓練等情況時，虛擬現實技術能提供可靠、安全和經濟的實驗項目。華東理工大學的G-Magic虛擬現實實驗室，就是高校虛擬現實教學的一個范例。該實驗室擁有CAVE洞穴式虛擬現實系統，可以把大學生設計的作品投影到墻面、天花板和地面上。比如，學生設計了一間淋浴房，他能利用這套系統把它展現在實驗室里，和真實的淋浴房一樣大小。營造出這種教學環境后，教師就能與學生更方便地交流各個環節的設計優劣，并隨時做出修改。

企業的一些培訓項目，同樣離不開虛擬現實。以石油化工為例，眾所周知，大型石油灌區集中了大量危險化學品，一旦操作不當，便可能引發火災、爆炸事故，并造成環境污染等次生災害。因此，政府和企業對大型石油灌區的安全性和操作人員的專業性提出了很高要求。虛擬現實技術可以構建儲罐區應急救援及安全培訓系統，它不但能向員工呈現操作流程的各種場景，引導他們學習、掌握安全操作技能，還能模擬事故發生、火光熊熊的場面，讓員工在沉浸式虛擬影像中開展救援行動。

國內行業發展

市場需求是很大的，而供應方面卻略顯不足，尤其是擁有核心知識產權，技術過硬的企業并不多，行業整體缺乏品牌效應。

國際行業發展

2015年，Google 正在內部研發為 VR 設備定制的操作系統，項目內有數十名工程師，建成后會降低開發 VR 應用的門檻。

關聯定義

VRP子軟件體系VR（Virtual Reality）是虛擬現實技術的意思，VRP（Virtual Reality Platform）是虛擬現實仿真平臺的意思。

VRP的子軟件產品具體包括：

VRP-BUILDER 虛擬現實編輯器

軟件用途：三維場景的模型導入、后期編輯、交互制作、特效制作、界面設計、打包發布的工具

客戶群：主要面向三維內容制作公司

VRPIE-3D互聯網平臺

軟件用途：將VRP-BUILDER的編輯成果發布到互聯網，并且可讓客戶通過互聯網進行對三維場景的瀏覽與互動。

客戶群：直接面向所有互聯網用戶

VRP-PHYSICS 物理系統

軟件用途：可逼真的模擬各種物理學運動，實現如碰撞、重力、摩擦、阻尼、陀螺、粒子等自然現象，在算法過程中嚴格符合牛頓定律、動量守恒、動能守恒等物理原理。

客戶群：主要面向院校和科研單位

VRP-DIGICITY 數字城市平臺

軟件用途：具備建筑設計和城市規劃方面的專業功能，如數據庫查詢、實時測量、通視分析、高度調整、分層顯示、動態導航、日照分析等 　客戶群：主要面向建筑設計、城市規劃的相關研究和管理部門。

VRP-INDUSIM 工業仿真平臺

軟件用途：模型化，角色化，事件化的虛擬模擬，使演練更接近真實情況，降低演練和培訓成本，降低演練風險。

客戶群：主要面向石油、電力、機械、重工、船舶、鋼鐵、礦山、應急等行業。

VRP-TRAVEL 虛擬旅游平臺

軟件用途：激發學生學習興趣，培養導游職業意識，培養學生創新思維，積累講解專項知識，架起學生與社會聯系的橋梁，全方位提升學生講解能力，讓單純的考試變成互動教學與考核雙模式。

客戶群：主要面向導游、旅游規劃

VRP-MUSEUM 網絡三維虛擬展館

軟件用途：是針對各類科博館、體驗中心、大型展會等行業，將其展館、陳列品以及臨時展品移植到互聯網上進行展示、宣傳與教育的三維互動體驗解決方案。它將傳統展館與互聯網和三維虛擬技術相結合，打破了時間與空間的限制、最大化地提升了現實展館及展品的宣傳效果與社會價值，使得公眾通過互聯網即能真實感受展館及展品，并能在線參與各種互動體驗，網絡三維虛擬展館將成為未來最具價值的展示手段。

客戶群：科博館、藝術館、革命展館、工業展館、圖書館、旅游景區、企業體驗中心以及各種園區。

VRP-SDK 三維仿真系統開發包

軟件用途：提供C++源碼級的開發函數庫，用戶可在此基礎之上開發出自己所需要的高效仿真軟件

客戶群：主要面向水利電力、能源交通等工業仿真研究與設計單位

VRP-STORY故事編輯器

操作靈活、界面友好、使用方便，就像在玩電腦游戲一樣簡單 　易學易會、無需編程，也無需美術設計能力，就可以進行3D制作

成本低、速度快，能夠幫助用戶高效率、低成本地做出想得到的3D作品

支持與VRP平臺所有軟件模塊的無縫接口，可以與以往所有軟件模塊結合使用，實現更炫、更豐富的交互功能。

VR不等同于

1. 360°全景視頻

《紐約時報》與Google Cardboard合作推出的 NYT VR視頻，觀看效果非常酷炫，但我們必須認識到，它并不是真正的VR。在Flickr VR上查看照片的體驗也相當不錯，但是這也不是VR。同樣的情況還出現在GoPro的Surf，Moto and Ski的VR視頻中。

我們上面提到的這些相當不錯的視頻和照片查看體驗，本質上就是360度視頻和照片，它們能夠通過攝像頭捕捉到拍攝對象全方位的3D景象。這些全方位影視資料通過一個VR頭盔播放，能夠給用戶帶來非常強烈的沉浸式體驗，不過這些影片和資料并不是虛擬合成的，而是真實的影像資料的拼接。用戶在體驗的過程中可以四處查看周圍環境，甚至能夠探索影像中其他地方的場景，但是卻無法做到與其中的場景進行互動，不能做到像真實生活中的旅游那樣，真正觸摸或者是改變視頻中的任何東西。之前攝像機拍攝下來的全部資料，就是用戶所能探索的極限。360°全景影像資料是一種新型的拍攝方式和呈現技術。實際上我們并不需要一個VR頭盔就能獲得這樣的體驗，一個2D的屏幕就可以實現我們的需求。所以，360°全景影像并不等同于VR。

盡管二者并不等同，但是對我們大多數人來說，360°全景內容的體驗卻是我們體驗沉浸式VR的第一次嘗試。現在市場上已經有了許多這方面的內容和資料，每天在YouTube和Facebook中都還在涌現出大量新的360°全景影像信息。小編敢打賭，目前體驗過移動式VR設備的人，大多數在談論的都是這種360°全景影像，而不是游戲。我們相信，在接下來的時間里，全景影像的數量將會呈現指數級的爆炸式增長，資料增長的背后是大公司和小團隊們為了推動自家產品體驗，不斷為市場注入新的體驗內容。另外，這類內容的體驗成本并不會特別高，移動類型的VR設備就已經足夠，并不需要高端PC主機的幫助。

360°全景視頻非常酷，這樣的技術對于我們日常生活的改變將有可能是顛覆性的。這項技術有可能會被運用到信息直播中，比如我們可以利用VR頭盔在線收看到全方位的總統辯論、職業籃球比賽、媒體發布會、甚至是拳擊比賽等。

2. 增強現實

虛擬現實和360°全景視頻雖然不能等同，但是它們二者之間有一個共通的特點：就像一部好的電影，它能夠讓用戶感覺置身于另外一個世界，不管這個世界是由計算機處理器虛構出來的，還是世界上遙遠的某個地方的影像資料。增強現實（AR），則不同。AR將用戶當前所處的現實環境與虛擬場景和物品糅雜在了一起，混雜了現實和虛擬事物的場景完美地結合在了一起，然后傳送到用戶眼中。

現在AR產品中表現最好的當屬微軟的HoloLens 系統。這個頭盔中包括一個攝像頭，借由它用戶可以查看到周圍的室內情況，于此同時，借由頭盔，用戶還能夠看到由計算機虛構出來的景象，比如墻壁上趴著的一只巨大的蜘蛛。當然，AR并不只是用來搞笑或者制造恐怖片場景的。CNET的高級編輯 Sean Hollister體驗了一次由AR技術驅動的場景，他認為這樣的體驗將有可能顛覆未來的消費市場格局。在這次體驗中，Sean直接在室內體驗了一把買車、選車的全過程。當時他戴著AR頭盔坐在家里的浴室，AR技術為他呈現了一臺虛擬的沃爾沃S90，就這樣，Sean在自家的浴室里就已經把一輛S90的所有細節摸了個遍。

微軟并不是目前唯一在探索AR技術的公司。AR技術領域另一個有力的競爭者是之前在各大科技媒體上很火的Magic Leap。這家有Google在背后撐腰的公司，盡管目前還沒有推出任何的硬件設備，但是他們發布的概念視頻已經火爆全球，成為人們津津樂道的話題。在視頻中，有幾個場景據說已經是能夠正常工作的demo，其中包括了由電腦虛擬出來的機器人，它憑空直接出現在辦公室的桌子下，另外還有一個demo，展示了在屋子中央出現的太陽系虛擬模型。

不管是微軟，Magic Leap還是其他目前尚未出名的研發團隊，他們專研的AR技術將電腦創造出來的虛擬物品與真實場景進行了融合和交互，這正是AR與VR最大的區別。我們打個比方來解釋這個區別：AR可以在你的餐桌上直接為你虛擬出一個Minecraft游戲世界，VR則是讓你戴上頭盔，仿佛完全置身于Minecraft的世界中，你完全看不到自家的餐桌了。

3. 遠程呈像

目前我們已經談了VR技術：讓用戶進入到一個完全由電腦虛構出來的世界中；AR技術：讓用戶在當前所處的環境背景中看到電腦創造出的虛擬場景。遠程呈像技術有點類似于AR和VR糅雜在一個的結果，它能夠將身處在遠方的用戶，以一種類似于機器人的形式在另一個地方在線與他人進行溝通交流。

遠程呈像技術研發出來的機器人，如現在比較出名的Double，將一個iPad固定在滾輪行走機器人上，iPad中會顯示用戶現在的形象。用戶即使身處在辦公室，也能夠出現在地球上任何其他地方，遠程控制自己的行走和視線。用戶通過操控配套的App來控制這個連網的機器人，機器人作為用戶在另一個地方的“傀儡”，能夠執行很多的操作，比如它作為用戶的分身出現在一個會議上，可以執行行走、旋轉等功能，當用戶想轉向會議中的其他人時，可以控制 Double機器人轉身，就像自己親臨一樣，看到其他人的表現。

4. 智能眼鏡

可能很多人至今還沒有搞清楚Google Glass到底是個什么東西。有人或許記得Google 2013年召開的智能眼鏡大會，認為“OK，Google Glass跟AR差不多”。事實上，情況并非如此。智能眼鏡，實際上就是我們眼前的一個顯示屏。換句話說，我們可以把它理解為飛行員/駕駛員專用眼鏡的一個增強版，在這個顯示屏上，能夠投射出數據、地圖信息等資料，供用戶使用和查看。在當前的智能眼鏡領域，目前顯示屏僅覆蓋了右眼。

很多人之所以把Google Glass與AR技術搞混是因為，Google之前發布的demo視頻是以用戶本人的第一視角拍攝的，這樣的視角給人的感覺與AR非常相似——在真實世界中出現了虛擬信息和資料。實際上，Google Glass這類產品并沒有在現實世界中投放和虛構出任何的AR類型景象，它僅僅是將信息投放在眼鏡的顯示屏上而已。換個比喻，Google Glass就像是眼鏡版的Apple Watch，只不過后者是在手腕上工作，如此而已。

如果Google Glass并沒有讓人感覺到它能夠讓生活產生變化，那可能是因為這款產品至今依然沒有商業化。盡管這款眼鏡并沒有進入普通消費市場，但是它在一些特殊工種中，依然可以為職業人群提供非常大的幫助。這也是Google希望Google Glass所能達到的目標——在用戶騰不開手的時候，它可以幫助用戶直接查看到一些重要資料。這樣的功能在某些情況下顯得尤為有利，比如外科手術、建筑施工、飛行器駕駛等。

Google Glass至今依然占據同類市場中的王者地位，但是值得指出的一點是，智能眼鏡市場目前面臨的最大問題主要有兩個：首先，面對普通消費者市場，Google Glass等智能眼鏡中并沒有一個“殺手锏”App，無法真正俘獲消費者芳心；其次，當前的智能眼鏡產品從外觀上來看，都很難激發消費者的購買欲。

5. 視頻播放器

有些人可能了解過Avegant Glyph這個產品，它的外形看上去有點類似于VR頭盔，但從功能上看，它僅僅是一種觀看電影或者是視頻的高新方式。這樣的視頻播放設備并不新潮，早在 2012年的時候，市場上就已經出現了同類的產品，如Sony HMZ-T1私人3D播放器，Zeiss Cinemizer OLED播放器。

在使用Glyph的時候，用戶首先要將頭盔上的HDMI接口與計算機設備連接。隨后頭盔中將會播放3D視頻內容，另外它確實也能夠為用戶提供 3D全景360°視頻、游戲，并且能夠控制無人機等設備。不過，這樣的設備發展到現在， 產品功能跟VR頭盔相比，實在是非常有限。

隨著AR、VR技術的不斷成熟，越來越多的現實場景和虛擬場景開始實現了融合互通，未來我們將能夠看到更多的場景中開始利用這兩項技術。我們上面已經詳細分析比較了VR技術與其他技術的區別，盡管如此，但是我們還是可以預見，在未來依舊會有很多人將這些技術籠統地稱呼為“虛擬現實”。小編希望借這篇文章，讓大家能夠看清一些產品花俏的噱頭和宣傳背后，明白這項技術的本質到底是什么。

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