浅谈虚拟现实的发展以及应用

雷皓云 高彤宇

(江西省赣州市第一中学,江西赣州 341000)

1 前言

据一家名为Kalorama Information的医疗健康信息咨询公司2017年5月发布的一份报告表明,虚拟现实技术(Virtual Reality)以及现实增强技术(Augmented Reality)的应用市场已经从2012年的5.25亿美元增长到了2017年的9.76亿美元。如今,虚拟现实技术(Virtual Reality)技术已经在医疗方面拥有越来越广阔的市场与发展前景。事实上,VR技术已经被证实可以治疗创伤后应激障碍、恐惧症以及疼痛并且可以解决牙齿问题,甚至帮助人们戒烟。种种实例毫无疑问地表明,虚拟现实技术(Virtual Reality)不是昙花一现,而将给人们的生活带来极大改变。

VR技术(Virtual Reality),即虚拟现实技术,是一种借助于计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。其综合了传感器技术、计算机图形技术、显示技术以及计算机仿真技术等多种技术。它通过在一个多维的信息空间中建立,并在此空间上构建一个虚拟的信息环境,从而使用户具有一种如同置身在现实中的沉浸感,从而达到与环境完善交互的效果。因此,虚拟现实技术(Virtual Reality)的核心是仿真以及建模,具有沉浸-交互-构想的三个基本环境系统的特性。

2 虚拟现实(Virtual Reality)的发展

有人说2015年是虚拟现实技术(Virtual Reality)的元年,也有人说,2016年才是真正的虚拟现实技术(Virtual Reality)元年。虚拟现实技术(Virtual Reality)正日益成为面向未来的技术趋势,给大多数人的感觉是突然的爆发,但实际上,虚拟现实技术到现今为止已经走过了约半个多世纪的历程,其发展大致可分为构想、实践、发展和成熟四个阶段。

虚拟现实技术(Virtual Reality)的发展历程如表1所示。

如今,VR技术正处于飞跃式的发展之中,技术愈发完善,不只是游戏,VR技术也被广泛运用到生活中的各个领域。

3 虚拟现实(Virtual Reality)的主要应用领域

3.1 医疗

3.1.1 手术技术培训

尽管现阶段人类的医疗技术经过不断的改革已经越来越先进,但是目前大多数针对于医生的培训还是主要停留在书本、考试、纸笔答题检测上。而在这一方面,可利用虚拟现实技术(Virtual Reality)大展身手。

波士顿的一家致力于运用VR技术提供医生培训的公司,在HTC Vive以及Oculus Touch/Rift等一系列虚拟现实技术(Virtual Reality)平台的基础之上开发创新了一系列可进行虚拟手术室创建的软件。在虚拟的手术室内,接受培训的医生们可以对实际的手术环境进行模拟,进行更多较为复杂的手术操作,在一定程度上帮助医生学习并提高手术的成功率。

表1 虚拟现实技术(Virtual Reality)的发展Table1 The Development of Virtual Reality (VR)

所以,虚拟现实(Virtual Reality)技术将会增强医生的专业手术能力,将大幅度提高医疗质量。

3.1.2 减轻患者疼痛

洛杉矶的一家医疗中心近期推出了一款全新的虚拟医疗项目,该项目旨在运用虚拟现实技术(Virtual Reality)帮助患者在一定程度上减轻疼痛。这一理念的产生基于“生物-心理-社会模型”(Biopsychosocial Model,BPS),科研人员们认为不同个体的健康程度以及治疗效果会受到抗压能力、心理状态以及体质差异等各种因素影响。由此,科研人员们利用虚拟现实技术(Virtual Reality)与心理社会学进行互补,并帮助人们更好地进行疼痛感的管理。

通过各项实验以及数据的验证,科研人员们可以肯定地说虚拟现实(Virtual Reality)技术能有效的减少患者疼痛,将会为受病痛折磨的患者带来福音。

3.1.3 克服恐惧

人们的生活中充斥着各种各样的意外以及不幸,很多人不愿面对生活中的不幸,但实际上,很多人也认为直面恐惧才是减少恐惧的真正方式之一。于是,科研人员们利用虚拟现实(Virtual Reality)技术将使用者放入一个虚拟的环境中,并让其以一个第三方的视角体验危险与意外,使使用者克服恐惧。而现在科学家们也将该项成果用于创伤后应激障碍(PTSD)的治疗。众所周知,创伤后应激障碍(PTSD)对患者的危害无穷,是最难治愈的精神疾病之一。科学家们利用虚拟现实(Virtual Reality)技术使患者重回曾经的不幸场景,虽然听起来很不人道,但这确实是有效的治愈方法。并且该项虚拟现实(Virtual Reality)技术是在医疗人员能使治疗在安全可控的环境下进行的。

不仅如此,虚拟现实(Virtual Reality)技术还在减压、养老、脑震荡评估、戒烟甚至看牙等方面有所应用。因此,医疗将会是虚拟现实(Virtual Reality)技术的一个重要的发展方向,也将带来一场医疗的大革新,造福世界上数以亿计的患者。

3.2 游戏

作为娱乐的重要领域之一,游戏与虚拟现实(Virtual Reality)技术无疑是一对好搭档。运用VR技术制作的游戏将有无限的可能性以及发展前景。大多数游戏的设计宗旨是让玩家有一种强烈的代入感,从而使玩家体验到实际生活中体验不到的快感以及兴奋感。而虚拟现实(Virtual Reality)技术能够最大限度的使玩家拥有这些感觉,并提高玩家与游戏环境的互动性,真正地让游戏玩家突破空间的限制。目前,世界上已经有十几款游戏支持虚拟现实(Virtual Reality)技术。随着该技术的不断完善,整个游戏行业将会逐步进入三维时代。因此,虚拟现实技术(Virtual Reality)将成为游戏业的最主要的发展方向。

3.3 虚拟旅游

现今社会生活节奏较快,大多数人虽有一颗度假旅游去拥抱自然的心却因为时间或是经济等原因而不能实现。由此,运用虚拟现实(Virtual Reality)技术的虚拟旅游出现在人们生活中。

上个世纪八十年代开始,风景园林的设计师们就开始意识到并逐渐强调风景以及景观的动态性与不确定性,而作为人机交互技术的重要技术——虚拟现实(Virtual Reality)技术便能够对景观的动态性的提升带来巨大的积极影响。科学家们通过相关电脑的设计,产生流动景观,增强人们的直观感受,达到人机交互的目的,从而达到了虚拟旅游的目的。并且,通过虚拟现实(Virtual Reality)技术所产生的景观有着许多现实生活中不存在的场景,并且不会使旅游者遭受不必要风险,同时给使用者带来生活中体验不到的快感与刺激。所以,运用VR技术则可以使人们足不出户就能完成旅游,这也许会在未来成为主流的旅游方式。

3.4 社交

“第二盖茨”——Facebook社交网站的创办人扎克伯格曾说：“想象一下吧,你可以随时坐在一堆篝火前,与几个朋友开心地玩耍;你可以随时邀三五好友坐在一个私人影院里观看电影;你甚至还可以在全世界你想要的任何地方举行集体会议或活动。这一切都将会变成现实。”

随着虚拟现实技术(Virtual Reality)的不断升温,VR社交逐渐成为虚拟现实技术(Virtual Reality)众多应用领域中的焦点之一,并将会给互联网带来新的变革。VR社交打破线下以及线上之间的界限,使二者相容。它打破了以往互联网社交过程处于文字或者的2 D环境的常态,位于不同地点的使用者门可以选定一个虚拟的形象,在相同的时间进入相同的虚拟空间进行对话、游戏。虽然现在VR社交技术发展并不完善,但它的发展是偶然也是必然。

4 结语

正如创造学之父奥斯本所说“想象力是人类能力的试金石,人类正是依靠想象力征服世界。”曾经对虚拟世界的想象已经通过VR技术变成了触手可及的场景,但科技的发展始终要符合人道。所以,虚拟现实技术(Virtual Reality)的发展也需要科学家们不断的规范与修正,让人类的想象力得以正确的实现,为人类带来福音。

[1] 吴啸.安防领域视频编解码技术发展研究[J].科技创新与技术,2017(04)：14-27.

[2] 孟凡.VR技术现状与应用领域研究[J].创新与应用技术.2016(172)：39-52.

[3] 匡纬.“人机交互技术”支持下的“动态”景观设计未来[J].风景园林数字化：2016(02)：14-62.

[4] 张良杰等.VR技术研究现状及其在机械设计制造领域中的应用[J].技术与运用,2017(05)：26-60.