VR虚拟现实概念综述 详解什么是VR虚拟现实

虚拟现实概念大起底

数据来源:腾讯游戏，广发证券发展研究中心

召开的谷歌I/O开发者大会上，Google VR业务负责人Clay Bavor公布了外界期待 已久的谷歌VR战略:打造基于安卓操作系统的标准级平台Daydream，提供虚拟现 实系统级支持、头显和控制器的标准设计方案及VR应用商店，联合三星、华为、HTC 等手机厂商推动移动VR的普及。有了谷歌的加持，手机移动VR再一次在行业中兴 奋了起来。与前段时间Vive与Oculus的高端头显定位不同，Google提供了普通消费 者借助手机移动终端可以体验到的初级VR产品。10月5日，Google发布了全球首款 基于Daydream平台的移动VR头盔Daydream View及移动终端Pixel，同时在Google Play商店上线针对VR的丰富应用。从Cardboard、Project Tango到Daydream平台、 VR眼镜盒子，Google展露了对VR/AR前景的勃勃雄心:将安卓系统打造成VR服务 的入口，从移动平台泛化至下一代互联网服务平台。进入2016年，虚拟现实/增强现 实概念频频曝光，有望成为下一代科技革命的领跑者。

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虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)是指结合多领域前沿技术(计算机图 形技术、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术、人工智能技术等)，借助专 业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作，从而获得身临其境的真实感受。简单地说，虚拟现实技术就是用计算机创造以假乱真的世界，其最重要的特征是具 有沉浸感，当置身其中时，接受视觉、声音、触觉乃至嗅觉的多重虚拟信号令人难 辨虚实，产生身临其境的错觉，这大大提升了人类的感知体验。此外，体验者可以 通过自身的动作改变感受的内容，如头部的旋转对应观察视角的改变，也即“自然交 互”的概念。VR的交互方式超越键盘、鼠标、触控，更趋于人类本能的动作交互，这 构成沉浸感的一部分，毕竟在真实的世界中我们借助语言进行交流，通过不同的肢 体动作得到相应的反馈结果，而不是机械的点击鼠标或敲击键盘，“自然交互”需 要借助专用的三维交互设备，如立体眼镜、数据手套、位置跟踪器等。“构想性”强调 的是VR技术广阔的想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境， 也可以随意构想/重现客观不存在的甚至是不可能发生的环境。借助于VR技术，人们 从定性和定量集成的虚拟环境中得到感性和理性认识，进而深化概念、产生新意和 构想，主动地寻求、探索信息，而不是被动地接受，充分发挥创意与构想能力并通 过VR技术进行实践与验证。

“沉浸感、交互性、想象性”(3I特性)共同构成了虚拟现实与3D技术的本质区 别。尽管3D技术重构的视觉景象也充分发挥了人类的想象力，例如3D电影中层出不 穷的超级英雄、史前文明题材，但VR技术能带给参与者“沉浸感”，这种沉浸感要求 隔绝人与真实世界的联系，借助计算机技术将人的视觉、听觉等多重感官带入到虚 拟重构的环境之中，且强调人在虚拟系统中的交互和主导作用，尽管虚拟世界的构 建会参考真实世界的物理规律与历史文化，但人在虚拟世界中所做的动作或修改都 不会对真实世界产生影响。

与虚拟现实技术将人与外界环境完全隔离不同，增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)实现的是虚拟信息与真实世界信息的补充与叠加。在视觉化的增 强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形重合在一起，所观察到的 事物“虚实结合”，而虚拟信息多是为了辅助对现实世界的理解。结合对真实场景的物 体识别、地理定位、以及根据不同虚拟信息进行实时重建，增强现实的终极形态是 类似乃至取代手机终端的移动计算平台，也许未来将人手一个类似Google Glass的 AR眼镜，既可以作为视力调节的工具，又可以将收到的微信、电话，需要的生活服 务如导航信息都实时投射叠加在眼前的真实场景之中，这将颠覆人们传统的行为动 作、信息获取的方式。而VR技术中虚拟与现实的隔绝性注定其无法成为陪伴人类24小时的生活服务助手，它将以一种辅助外设的形态、短时间的体验形式应用于娱乐/教育/工业等特定场景，起到增强感官体验、提高工作效率的作用。

增强现实技术多以虚拟现实技术为基础发展而来，两者在虚拟信息的3D模型构 建、传感器交互领域高度重合，但增强现实技术在空间感知和“虚实融合”显示技术 方面提出了“进阶要求”。增强现实技术的难点在于“融合”，将外界信息与虚构信息以 符合真实世界物理规律的方式呈现;而虚拟现实技术强调的是“逼真”，这种逼真来自 于三维环境的精细渲染、多重感官的同步刺激，瓶颈在于计算能力。从两种技术的 不同标准定位看，AR设备有潜力成为提高生产力的辅助工具，将首先为企业级用户 采纳，而VR设备倾向走娱乐化路线，占比日益提升的文娱消费是巨大的市场蓝海。

随着数据处理能力的提升，信息呈现的方式经历了由文字、音频、图像、视频 的演变，越来越具象的信息传递便于人类感知与理解。半个世纪之前，虚拟现实之 父Ivan Sutherland提出，计算机的终极显示将是字面意义上的爱丽丝幻境，而未来 虚拟现实技术将推动“爱丽丝幻境”逐步实现。根据Gartner在2016年7月发布的新兴 技术成熟度曲线，虚拟现实/增强现实都已攀过热炒概念的期望膨胀巅峰，而向更稳 定的技术积累与更冷静的发展趋势不断进军，未来5~10年虚拟现实、增强现实将迎 来产业爆发的突破口。当下VR技术的发展被赋予多重意义:一方面，它拓宽了人类 获取、展示信息的维度。从显示方式角度，VR将传统平面显示升级为全景显示，大 幅提高用户的沉浸感与内容的仿真程度;从听觉掌控角度，3D音效解决方案模拟环 绕式听觉体验，让用户感受身临其境;从交互方式角度，颠覆了以往人机操作中不 自然的交互模式，结合手柄操作、体感技术、语音识别等多种技术，将肢体动作、 语音指令作为控制的接口。另一方面，手机、PC、电影、游戏市场面临日渐饱和的 窘境，VR扮演着通过技术升级刺激消费，帮助传统行业融合创新的重要使命。VR 会像当初的3D、高清技术一样在普及的过程中逐渐解决技术短板、内容匮乏的问题， 更广泛、更深度的商业化应用已成定局。

图6:2016年新兴技术成熟度曲线