淺談虛擬現實的發展以及應用

雷皓云 高彤宇

(江西省贛州市第一中學,江西贛州 341000)

1 前言

據一家名為Kalorama Information的醫療健康信息咨詢公司2017年5月發布的一份報告表明,虛擬現實技術(Virtual Reality)以及現實增強技術(Augmented Reality)的應用市場已經從2012年的5.25億美元增長到了2017年的9.76億美元。如今,虛擬現實技術(Virtual Reality)技術已經在醫療方面擁有越來越廣闊的市場與發展前景。事實上,VR技術已經被證實可以治療創傷后應激障礙、恐懼癥以及疼痛并且可以解決牙齒問題,甚至幫助人們戒煙。種種實例毫無疑問地表明,虛擬現實技術(Virtual Reality)不是曇花一現,而將給人們的生活帶來極大改變。

VR技術(Virtual Reality),即虛擬現實技術,是一種借助于計算機及最新傳感器技術創造的一種嶄新的人機交互手段。其綜合了傳感器技術、計算機圖形技術、顯示技術以及計算機仿真技術等多種技術。它通過在一個多維的信息空間中建立,并在此空間上構建一個虛擬的信息環境,從而使用戶具有一種如同置身在現實中的沉浸感,從而達到與環境完善交互的效果。因此,虛擬現實技術(Virtual Reality)的核心是仿真以及建模,具有沉浸-交互-構想的三個基本環境系統的特性。

2 虛擬現實(Virtual Reality)的發展

有人說2015年是虛擬現實技術(Virtual Reality)的元年,也有人說,2016年才是真正的虛擬現實技術(Virtual Reality)元年。虛擬現實技術(Virtual Reality)正日益成為面向未來的技術趨勢,給大多數人的感覺是突然的爆發,但實際上,虛擬現實技術到現今為止已經走過了約半個多世紀的歷程,其發展大致可分為構想、實踐、發展和成熟四個階段。

虛擬現實技術(Virtual Reality)的發展歷程如表1所示。

如今,VR技術正處于飛躍式的發展之中,技術愈發完善,不只是游戲,VR技術也被廣泛運用到生活中的各個領域。

3 虛擬現實(Virtual Reality)的主要應用領域

3.1 醫療

3.1.1 手術技術培訓

盡管現階段人類的醫療技術經過不斷的改革已經越來越先進,但是目前大多數針對于醫生的培訓還是主要停留在書本、考試、紙筆答題檢測上。而在這一方面,可利用虛擬現實技術(Virtual Reality)大展身手。

波士頓的一家致力于運用VR技術提供醫生培訓的公司,在HTC Vive以及Oculus Touch/Rift等一系列虛擬現實技術(Virtual Reality)平臺的基礎之上開發創新了一系列可進行虛擬手術室創建的軟件。在虛擬的手術室內,接受培訓的醫生們可以對實際的手術環境進行模擬,進行更多較為復雜的手術操作,在一定程度上幫助醫生學習并提高手術的成功率。

表1 虛擬現實技術(Virtual Reality)的發展Table1 The Development of Virtual Reality (VR)

所以,虛擬現實(Virtual Reality)技術將會增強醫生的專業手術能力,將大幅度提高醫療質量。

3.1.2 減輕患者疼痛

洛杉磯的一家醫療中心近期推出了一款全新的虛擬醫療項目,該項目旨在運用虛擬現實技術(Virtual Reality)幫助患者在一定程度上減輕疼痛。這一理念的產生基于“生物-心理-社會模型”(Biopsychosocial Model,BPS),科研人員們認為不同個體的健康程度以及治療效果會受到抗壓能力、心理狀態以及體質差異等各種因素影響。由此,科研人員們利用虛擬現實技術(Virtual Reality)與心理社會學進行互補,并幫助人們更好地進行疼痛感的管理。

通過各項實驗以及數據的驗證,科研人員們可以肯定地說虛擬現實(Virtual Reality)技術能有效的減少患者疼痛,將會為受病痛折磨的患者帶來福音。

3.1.3 克服恐懼

人們的生活中充斥著各種各樣的意外以及不幸,很多人不愿面對生活中的不幸,但實際上,很多人也認為直面恐懼才是減少恐懼的真正方式之一。于是,科研人員們利用虛擬現實(Virtual Reality)技術將使用者放入一個虛擬的環境中,并讓其以一個第三方的視角體驗危險與意外,使使用者克服恐懼。而現在科學家們也將該項成果用于創傷后應激障礙(PTSD)的治療。眾所周知,創傷后應激障礙(PTSD)對患者的危害無窮,是最難治愈的精神疾病之一?？茖W家們利用虛擬現實(Virtual Reality)技術使患者重回曾經的不幸場景,雖然聽起來很不人道,但這確實是有效的治愈方法。并且該項虛擬現實(Virtual Reality)技術是在醫療人員能使治療在安全可控的環境下進行的。

不僅如此,虛擬現實(Virtual Reality)技術還在減壓、養老、腦震蕩評估、戒煙甚至看牙等方面有所應用。因此,醫療將會是虛擬現實(Virtual Reality)技術的一個重要的發展方向,也將帶來一場醫療的大革新,造福世界上數以億計的患者。

3.2 游戲

作為娛樂的重要領域之一,游戲與虛擬現實(Virtual Reality)技術無疑是一對好搭檔。運用VR技術制作的游戲將有無限的可能性以及發展前景。大多數游戲的設計宗旨是讓玩家有一種強烈的代入感,從而使玩家體驗到實際生活中體驗不到的快感以及興奮感。而虛擬現實(Virtual Reality)技術能夠最大限度的使玩家擁有這些感覺,并提高玩家與游戲環境的互動性,真正地讓游戲玩家突破空間的限制。目前,世界上已經有十幾款游戲支持虛擬現實(Virtual Reality)技術。隨著該技術的不斷完善,整個游戲行業將會逐步進入三維時代。因此,虛擬現實技術(Virtual Reality)將成為游戲業的最主要的發展方向。

3.3 虛擬旅游

現今社會生活節奏較快,大多數人雖有一顆度假旅游去擁抱自然的心卻因為時間或是經濟等原因而不能實現。由此,運用虛擬現實(Virtual Reality)技術的虛擬旅游出現在人們生活中。

上個世紀八十年代開始,風景園林的設計師們就開始意識到并逐漸強調風景以及景觀的動態性與不確定性,而作為人機交互技術的重要技術——虛擬現實(Virtual Reality)技術便能夠對景觀的動態性的提升帶來巨大的積極影響。科學家們通過相關電腦的設計,產生流動景觀,增強人們的直觀感受,達到人機交互的目的,從而達到了虛擬旅游的目的。并且,通過虛擬現實(Virtual Reality)技術所產生的景觀有著許多現實生活中不存在的場景,并且不會使旅游者遭受不必要風險,同時給使用者帶來生活中體驗不到的快感與刺激。所以,運用VR技術則可以使人們足不出戶就能完成旅游,這也許會在未來成為主流的旅游方式。

3.4 社交

“第二蓋茨”——Facebook社交網站的創辦人扎克伯格曾說：“想象一下吧,你可以隨時坐在一堆篝火前,與幾個朋友開心地玩耍;你可以隨時邀三五好友坐在一個私人影院里觀看電影;你甚至還可以在全世界你想要的任何地方舉行集體會議或活動。這一切都將會變成現實。”

隨著虛擬現實技術(Virtual Reality)的不斷升溫,VR社交逐漸成為虛擬現實技術(Virtual Reality)眾多應用領域中的焦點之一,并將會給互聯網帶來新的變革。VR社交打破線下以及線上之間的界限,使二者相容。它打破了以往互聯網社交過程處于文字或者的2 D環境的常態,位于不同地點的使用者門可以選定一個虛擬的形象,在相同的時間進入相同的虛擬空間進行對話、游戲。雖然現在VR社交技術發展并不完善,但它的發展是偶然也是必然。

4 結語

正如創造學之父奧斯本所說“想象力是人類能力的試金石,人類正是依靠想象力征服世界?！痹泴μ摂M世界的想象已經通過VR技術變成了觸手可及的場景,但科技的發展始終要符合人道。所以,虛擬現實技術(Virtual Reality)的發展也需要科學家們不斷的規范與修正,讓人類的想象力得以正確的實現,為人類帶來福音。

[1] 吳嘯.安防領域視頻編解碼技術發展研究[J].科技創新與技術,2017(04)：14-27.

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[3] 匡緯.“人機交互技術”支持下的“動態”景觀設計未來[J].風景園林數字化：2016(02)：14-62.

[4] 張良杰等.VR技術研究現狀及其在機械設計制造領域中的應用[J].技術與運用,2017(05)：26-60.