VR技術在安全領域的應用思考

劉淑芹

摘 要：隨著計算機技術的進步和其它各項先進技術的發展，VR技術的巨大發展前景逐漸引起高度重視和關注。中國在安全領域方面也對VR技術的應用進行了思考探察和嘗試。本文分析安全領域應用VR技術后的優勢與當前應用狀況不佳的原因。

關鍵詞：VR技術;安全;虛擬現實

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）13-0029-02

1 VR技術的概念

所謂VR，是Virtual Reality的縮寫，中文意思就是虛擬現實技術，具體來說就是采用計算機人機交互手段生成三維動態視景，實現其核心建模與仿真的理念，逐步使計算機“適應”人，創建和體驗虛擬世界，能夠使用戶具有身臨其境的沉浸感。

2 VR技術應用于安全領域的優勢顯而易見

中國在安全領域方面也對VR技術的應用進行了思考探察和嘗試。安全無小事，生命大于天。未雨綢繆，防微杜漸，防患于未然，每個企事業單位都把安全放在第一位。行業中生產操作具有一定危險性的更是把安全記在心里，時刻提醒自己小心謹慎。尤其是石油、礦山、消防、電力等安全風險較大的行業，安全更是重中之重，特別關注，每年都在安全設備器材、安全教育培訓、安全實訓演練等方面投入大量資金。VR技術的出現和應用，令安全從業人員興味盎然。據了解，火災、地震、自然災害等逃生演練，毒氣泄漏、溺水救援安全實訓，交通安全教育培訓，用電、用氣安全教育培訓等等，都可用VR技術進行模擬實訓演練。隨著VR技術的進步，將來在安全領域占有的份量會更多、更重，因為，應用VR技術后，優勢顯而易見。

（1）應用VR技術于安全教育實訓演練，可跨地域空間進行，高效率低成本，便捷普及，可常態化，利用率高。? ? 一旦事故發生，如何將損失降到最低限度，最大可能的保障員工的生命安全，是企業一直殫精竭慮在思考的問題。若能定期進行應急演練倒是一種有效的防患方式，不過其中弊端也非常明顯。每次實訓演練都意味著大量人力物力的損耗，投入成本相當高，而且影響正常的生產工作，因而注定不可能頻繁進行。大型演練一個季度能舉行一次已是難能可貴。有時受地域、空間、時間影響，想進行某些實訓演練卻不得實行。而在網絡技術發達的情況下，VR安全教育實訓演練可將各種事故現場仿真模擬，不但大大降低成本，而且未來可期待跨地域進行實訓演練。同時演練時間靈活機動，可常態化，方便工人在不影響正常工作的空閑時間多次進行多種場景的安全應急演練，還可針對自己的短板或工種，對遭遇可能性大、較生疏的場景進行重復演練，確保記住關鍵點、要點。如此，不僅能保障人們學會事故突發時應對災難險情的技能技巧，還可打破時間空間的限制組織大家進行多次實訓演練，提高了演練實訓時間。高效率低成本，利用率高，為應急實訓演練推出了一種令人耳目一新的開展模式。據說這種案例已有企事業單位在應用，隨著技術的成熟與提升，此種模式將成為未來安全應急實訓演練的大勢所趨。

（2）應用VR技術于安全教育實訓演練，可盡情嘗試，大為降低風險。安全實訓演練中出現安全事故，這在實際中并不罕見。但應用VR技術于安全教育實訓演練后，既可身臨其境的體驗生動逼真的毒氣泄漏、火災、爆炸、地震、溺水、用電、交通等災難及安全隱患場景，又無需接觸真實危險有害物質，不必承擔實際現場可能遭遇的安全風險。因為虛擬現實場景比真實場景安全得多，即使不小心做出誤操作，現實中可能已經闖下大禍釀成惡果，但虛擬實訓演練能令參訓人員在得知誤操作的嚴重后果的同時，也確保參訓人員的生命安全，降低高危操作的安全風險。如此一來，參訓人員盡可以放心大膽地在虛擬場景中嘗試自己所思考的各種應對方案，縱然錯了，也只是演練評定的分數受影響，不必擔心人身安全而束手束腳。VR安全實訓演練，能卸掉參訓者的安全風險包袱，解放思想，盡情演練嘗試，不厭其煩反復練習，極端操作也無安全之虞。虛擬現實場景的失誤卻可保證印象深刻技能提升，到了真實現場不犯錯，安全操作，正確實施。對于安全風險事故多發的行業，如油氣、消防、航空、航天、礦山、機械、電力、交通等部門來說，傳統培訓演練效果有限，因而VR安全實訓演練特別適用，異常重要。

（3）應用VR技術于安全教育實訓演練，沉浸式親身體驗，專業高仿，體系服務，印象深刻，記憶恒久。

VR場景模擬現實需要演練的環境搭建，針對訓練內容或教育要求進行系統和內容情景開發，可以模擬任何事故、災難場景及實訓項目。全場景仿真，使參訓者地理位置不變而輕松置身于各種突發環境和意外復雜狀況接受相應教育和訓練，提升緊急情況下的應變能力和處理技巧，避免一些不必要錯誤的發生造成的人身危險和財物損失。為保證全方位調動參訓者的視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺和運動感知等，VR安全教育實訓演練配備相應的設備設施以實現身體和精神感受的聯結，其中的操作規程和交互規則也立足于實際操作規范和現實物理定律，力求參訓者進入后達到身臨其境的沉浸感。VR安全教育實訓演練還可以結合評估測試系統，成為體系化的完整系統，監控教育實訓演練過程，對單人實訓、多人聯合演練的結果進行分數評定和考核，不達標的提出重新訓練，或參訓者根據自身情況進行多次重復練習，實現一體化的服務流程。VR技術真正實現理想的狀態下，甚至可以達成虛擬和現實難辨真偽的零差距程度。因而VR安全教育實訓演練，可以使參訓者如同親身經歷真實場景一般印象深刻、記憶恒久。

3 VR技術現今在安全領域的應用狀況

VR技術的優勢受到普遍認同，被視為未來21世紀最具市場前景和應用價值的技術之一。或許任何能促進偉大變革、劃時代的東西，前期都要經歷幼稚的階段，正如嬰兒的蹣跚學步，不斷重復著跌倒和爬起。VR技術應用于安全領域可預期的前景無限美好，但VR技術現今在中國安全領域的實際應用狀況并不喜人。

3.1 VR技術現今在中國安全領域應用狀況不佳的原因

細細思考之下，原因是多方面的。

（1）當前中國的VR技術遠未成熟，安全領域的應用、內容開發受到較大局限，效果不盡如意。理想的VR技術應具備一切正常人的感知功能，即不只視覺，還包括聽覺、觸覺、味覺、嗅覺、運動感知等等，能虛擬所有的現實特征，具有多感知性，可以達到使模擬環境中的用戶真假難辨的真實程度。并且，理想的VR技術還應該能使模擬環境中的物體依據現實世界的物理運動定律進行自主動作，用戶可對物體進行操作并得到相應反饋。要實現上述理想的VR技術效果，硬件、軟件都要跟得上要求。

首先，我國當前開發的VR硬件設備，處理速度遠遠無法滿足虛擬現實大數據傳輸的需求，存在使用不便、效果不佳的顯著問題。目前VR技術的主要硬件就是頭顯裝置，但我國VR還在技術摸索發展時期，頭顯清晰度不夠，場景切換慢，控制不靈活等等，各種問題難以避免，大大影響體驗效果，和用戶預期效果有著不小的差距。

同時，我國VR技術在相關的語言、算法、技術處理、輔助設備設計方面也尚需進一步提高。例如：三維建模技術需要完善和提高，高速圖形圖像處理、集合與物理建模方法還有很多疑難沒研究透徹，人工智能等領域、新型傳感機理存在諸多問題急需解決。又因為受硬件局限性的拖累，VR軟件在開發上雖然耗費不菲卻效果無多，可用性差。

而且，目前VR技術的多感知性和交互性尚未完全完善，安全領域的內容開發不足。現在的VR技術虛擬感知多重在視覺合成，投放在運動感知、聽覺、觸覺方面的關注不多，嗅覺、味覺方面的設備還未能配套和商品化。另外，語音識別尚需提高，人工智能也有待加強，交互方面還無法達到讓人滿意程度，所以用戶離身臨其境的沉浸感還有不小的距離。

雖然在熱潮時期，VR技術的魅力已可真切體驗到，其輝煌前景也能初步窺探，但上升到行業層面，即使未來趨勢毋庸置疑，卻也必須承認，我國的VR技術仍處于稚嫩期，無論硬件、軟件都亟待成長，缺乏統一的規范，核心專利、底層專利都是國外的。因為受到以上種種限制，VR技術在安全領域的應用、內容開發舉步維艱，效果不盡如意。

（2）當前VR技術設備昂貴，在安全領域的應用、內容開發價格十分高，推廣受到限制。當前VR技術的硬件設備，在視覺方面多為頭盔式立體顯示儀或VR眼鏡等;觸覺、位置感方面有操作手柄、數據手套、數據服、空間定位基站等，如果是多人協作方式，還包括激光定位光塔、追蹤器、定位與動作捕捉器、聽覺方面則為立體音響;另外還有語音識別、眼球運動檢測方面的裝置。不久的未來，還會逐漸開發出模擬味覺和嗅覺的設備。而VR相關設備里，僅一個頭盔式顯示器再加上配置電腦主機，其成本就達上萬元，更別提高端設備。

而要開發安全領域應用方面的VR內容，其成本也十分高昂。據了解，僅僅是系了安全帶后高空墜落效果的VR內容開發，不到一分鐘時間的體驗，某家公司就為此付費百萬。若想要更加具體、豐富、規模更大的安全領域方面VR內容，費用將是天文數字，一般公司承擔困難。

設備和內容開發的昂貴價格，使得VR技術在安全領域的應用推廣感受到強大阻力。而應用、開發少，VR技術在安全領域方面難以發展提高，又使用戶滿意度無法提升，令得VR技術在安全方面的發展更加艱難。

3.2 VR技術在中國安全領域應用狀況將得到改善

雖然VR技術應用于安全領域目前還存在不少問題，但縱觀歷史長河，無數先例告知我們，只要給予時間，隨著VR技術在發展中不斷改善進步趨向成熟，不只在其它各行各業會得到更加廣闊更加深遠的利用，在安全領域原有的問題也將如日出雪融，不再是問題。但我們需要等待多長時間呢？據資料可知，VR技術的發達國家如美國，已經在航空、衛星、空間站建立了VR訓練系統，建立了供全國使用的VR教育系統，在軍事領域也有各種形式和環境的VR戰場模擬訓練。美國的VR技術遙遙領先于中國，擁有絕對的話語權，能有如此發展，除了比我國先起步，有更多時間研究開發以外，與國家的重視與大力扶助分不開。中國在80年代才引進VR技術，在前兩年雖曾興起熱潮，但無論環境還是產業鏈都只初具雛形，軟硬件技術都還很稚嫩，特別是核心技術與專利都是國外的。好在中國已經認識到自身的落后，開始奮勇追趕，近兩年VR技術發展平穩。對于VR技術，中國政策上已經有明確的鼓勵，若能有強力的資金支持和完善的專利保護，相信中國的VR技術也會有喜人的進步。到那時，安全領域的VR技術應用想必也能讓我們大為驚喜！

4 結語

安全是發展的基礎，生命是希望的源泉。當安全攜手VR技術，我們的生命就如戰士披上了堅實鎧甲，可以更加安心地勇往直前，開拓中國的輝煌明天！

參考文獻

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