現(xiàn)實(shí)亦虛擬 虛擬亦現(xiàn)實(shí)

□文/張宇

虛擬現(xiàn)實(shí)經(jīng)歷了三次熱潮：第一次源于1960年，確立了VR技術(shù)原理；第二次發(fā)生在1990年，VR試圖商業(yè)化但未能成功；目前正處于第三次熱潮前期，以Facebook 20億美元收購(gòu)Oculus為標(biāo)志，全球范圍內(nèi)掀起了VR商業(yè)化、普及化的浪潮。

“虛擬現(xiàn)實(shí)” (virtual reality，英文簡(jiǎn)稱“VR”)主要指利用先進(jìn)的顯示、計(jì)算機(jī)、傳感、人工智能等多種技術(shù)來(lái)生成一個(gè)逼真的三維視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)或嗅覺(jué)等感覺(jué)世界。在這樣的“世界”里，用戶們可以從自身視點(diǎn)出發(fā)，利用自然技能和外加設(shè)備對(duì)這一生成的虛擬世界客體進(jìn)行瀏覽并交互信息、交流體驗(yàn)?！疤摂M現(xiàn)實(shí)”技術(shù)為我們帶來(lái)的是逼真的感覺(jué)、自然的交互、個(gè)人的視點(diǎn)及迅速的響應(yīng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個(gè)重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的融合，是一門(mén)富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)。

整體來(lái)看，目前VR 產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，供應(yīng)鏈及配套還不成熟。在這樣的情況下，虛擬現(xiàn)實(shí)要達(dá)到逼真的多種感覺(jué)和實(shí)時(shí)的自然交互是非常不容易的。但是VR領(lǐng)域發(fā)展前景廣闊，預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)潛力巨大。隨著技術(shù)的成熟與成本的下降，虛擬現(xiàn)實(shí)帶來(lái)的沉浸感與交互體驗(yàn)升級(jí)不僅能夠應(yīng)用于娛樂(lè)社交，更將對(duì)各行各業(yè)的生產(chǎn)溝通效率帶來(lái)極大改變。如高端制造全流程參與、職業(yè)教育培訓(xùn)、設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)等，都是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的絕佳領(lǐng)域，“VR+”的需求將層出不窮。就像“互聯(lián)網(wǎng)+”一樣，VR技術(shù)也將逐步滲透產(chǎn)業(yè)，形成“VR+”的趨勢(shì)。同時(shí)，隨著新一代的CPU、GPU、顯示技術(shù)、傳感技術(shù)進(jìn)步支撐VR 行業(yè)發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)基本上到了爆發(fā)的起點(diǎn)，2016有望成為虛擬現(xiàn)實(shí)元年。

張宇 上海市科學(xué)學(xué)研究所 助理研究員法國(guó)佩皮尼昂大學(xué)碩士

圖1　人機(jī)交互方式變化

VR主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)

用“芯”思考—芯片是保證運(yùn)算能力和流暢度的核心

以現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)上的硬件僅僅滿足VR的一些基本功能可以運(yùn)行而已，在硬件各個(gè)方面都有很大的提升空間，而不只是某一方面的提升。以面向VR智能眼鏡芯片技術(shù)為例，它們需要向“四更”方向努力：更小(體積更小)，更快(傳輸更快)，更省(更低的功耗)，更強(qiáng)(更強(qiáng)的計(jì)算能力，更強(qiáng)的圖形計(jì)算、并行處理等能力)。MCU、CPU、GPU等需要更強(qiáng)的計(jì)算能力，以滿足算法、顯示、交互等工作需求。同時(shí)，要降低芯片的功耗，以滿足更長(zhǎng)時(shí)間的工作需求。另外，體積也要濃縮，這樣才能釋放空間用于他處。未來(lái)需要針對(duì)CV/AI專門(mén)優(yōu)化的芯片來(lái)提高運(yùn)算速度和降低功耗。隨著VR需求的擴(kuò)大，一定程度上會(huì)提升相關(guān)編解碼多媒體定制芯片的發(fā)展。

美國(guó)高通公司研制的芯片體現(xiàn)出更加智能的效果。預(yù)計(jì)在2016年上半年推出的智能移動(dòng)設(shè)備的核心處理器Snapdragon 820，能夠?yàn)閂R技術(shù)提供核心支持。在這款GPU中的一項(xiàng)重要技術(shù)Foveated Rendering，能夠簡(jiǎn)化圖像處理的過(guò)程。在使用過(guò)程中，這項(xiàng)技術(shù)并沒(méi)有將VR頭盔屏幕中的圖像像素完全處理，而是把處理能力主要用在了用戶的視線真正注意到的屏幕部分。因?yàn)槿说难劬υ谝曃锏倪^(guò)程中，并不會(huì)注意到全部的細(xì)節(jié)，因此就沒(méi)有必要把芯片的處理能力完全平分在整個(gè)屏幕上；只需要將人真正注意的部分處理好就可以了。

目前我國(guó)的產(chǎn)業(yè)集群和自主創(chuàng)新能力已經(jīng)形成新常態(tài)，如國(guó)內(nèi)的集成電路設(shè)計(jì)的公司，從海思和展訊，已經(jīng)成為全球集成電路設(shè)計(jì)的十大企業(yè)。芯片設(shè)計(jì)和芯片制造能力方面，中國(guó)已經(jīng)成為并且事實(shí)性地正在積聚著創(chuàng)造的領(lǐng)導(dǎo)和形成著產(chǎn)業(yè)集群的優(yōu)勢(shì)。

視覺(jué)仿真—身臨其境的效果首先要“看”顯示設(shè)備技術(shù)水平

人看周圍的世界時(shí)，由于兩只眼睛的位置不同，得到的圖像略有不同，這些圖像在腦子里融合起來(lái)，就形成了一個(gè)關(guān)于周圍世界的整體景象，這個(gè)景象中包括了距離遠(yuǎn)近的信息。當(dāng)然，距離信息也可以通過(guò)其他方法獲得，例如眼睛焦距的遠(yuǎn)近、物體大小的比較等。在VR系統(tǒng)中，雙目立體視覺(jué)起了很大作用。用戶的兩只眼睛看到的不同圖像是分別產(chǎn)生的，顯示在不同的顯示器上。有的系統(tǒng)采用單個(gè)顯示器，但用戶帶上特殊的眼鏡后，一只眼睛只能看到奇數(shù)幀圖像，另一只眼睛只能看到偶數(shù)幀圖像，奇、偶幀之間的不同也就使視差產(chǎn)生了立體感。

整體來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用，經(jīng)歷了桌面式和分布式兩個(gè)階段的發(fā)展后，正處于沉浸式發(fā)展初期，未來(lái)朝著增強(qiáng)式的方向發(fā)展。2013年，Oculus VR 推出VR頭戴顯示器Oculus Rift，區(qū)別于頭戴3D顯示器，它的視場(chǎng)角得到改進(jìn)，并配置多種傳感器使交互提升。2014年，Google推出頭戴手機(jī)盒子Cardboard，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于推廣，消費(fèi)級(jí)沉浸式VR設(shè)備受到國(guó)內(nèi)外公司的關(guān)注。目前，消費(fèi)級(jí)沉浸式VR設(shè)備市場(chǎng)處于發(fā)展初期，中國(guó)從事沉浸式VR設(shè)備開(kāi)發(fā)的公司約100多家，大部分產(chǎn)品沒(méi)有上市或僅推出開(kāi)發(fā)者版本。內(nèi)容方面，以3D電影、VR游戲、360全景視頻/圖片為主，內(nèi)容數(shù)量有限，VR游戲處于樣片階段。3Glasses是中國(guó)最早從事VR領(lǐng)域探索的公司之一，已發(fā)布亞洲首款VR頭盔3Glasses D1以及全球首款量產(chǎn)2k屏的VR頭盔3Glasses D2，并入駐深圳工業(yè)展覽館，向社會(huì)團(tuán)體和普通市民免費(fèi)體驗(yàn)。

捕風(fēng)捉影—位置傳感與動(dòng)作捕捉需要既快又準(zhǔn)

人造環(huán)境中，每個(gè)物體相對(duì)于系統(tǒng)的坐標(biāo)系都有一個(gè)位置與姿態(tài)，而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭（眼）的方向來(lái)確定的。 跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)的虛擬現(xiàn)實(shí)頭套：在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)中，視場(chǎng)的改變是通過(guò)鼠標(biāo)或鍵盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用戶的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)是分離的，而利用頭部跟蹤來(lái)改變圖像的視角，用戶的視覺(jué)系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)之間就可以聯(lián)系起來(lái)，感覺(jué)更逼真。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，用戶不僅可以通過(guò)雙目立體視覺(jué)去認(rèn)識(shí)環(huán)境，而且可以通過(guò)頭部的運(yùn)動(dòng)去觀察環(huán)境。在用戶與計(jì)算機(jī)的交互中，鍵盤(pán)和鼠標(biāo)是目前最常用的工具，但對(duì)于三維空間來(lái)說(shuō)，它們都不太適合。在三維空間中因?yàn)橛辛鶄€(gè)自由度，我們很難找出比較直觀的辦法把鼠標(biāo)的平面運(yùn)動(dòng)映射成三維空間的任意運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在，已經(jīng)有一些設(shè)備可以提供六個(gè)自由度，如3Space數(shù)字化儀和SpaceBall空間球等。另外一些性能比較優(yōu)異的設(shè)備是數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣。

2015年3月在MWC2015上，HTC與曾制作Portal和Half-Life等獨(dú)創(chuàng)游戲的Valve聯(lián)合開(kāi)發(fā)的VR虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔產(chǎn)品HTC Vive亮相。HTC Vive控制器定位系統(tǒng)Lighthouse采用的是Valve的專利，它不需要借助攝像頭，而是靠激光和光敏傳感器來(lái)確定運(yùn)動(dòng)物體的位置，也就是說(shuō)HTC Vive允許用戶在一定范圍內(nèi)走動(dòng)。

愚公搬山—數(shù)據(jù)計(jì)算能力與傳輸速度是產(chǎn)業(yè)化前的兩座大山

相比較而言，利用計(jì)算機(jī)模型產(chǎn)生圖形圖像并不是太難的事情。如果有足夠準(zhǔn)確的模型，又有足夠的時(shí)間，我們就可以生成不同光照條件下各種物體的精確圖像，但是這里的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)。例如在飛行模擬系統(tǒng)中，圖像的刷新相當(dāng)重要，同時(shí)對(duì)圖像質(zhì)量的要求也很高，再加上非常復(fù)雜的虛擬環(huán)境，問(wèn)題就變得相當(dāng)困難。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無(wú)差別圖像視頻識(shí)別需要極其龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模，如一條街道上，需要街景、人臉、服裝等各種數(shù)據(jù)；目前數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、傳輸、分析技術(shù)都有需要解決的難題：僅海量數(shù)據(jù)的清洗、錄入，本身就是浩瀚的工程。

VR技術(shù)包括四項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，領(lǐng)先廠商已經(jīng)達(dá)標(biāo)，VR技術(shù)趨于成熟。這四項(xiàng)指標(biāo)為：屏幕刷新率、屏幕分辨率、延遲和設(shè)備計(jì)算能力。高通Snapdragon 820能為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)提供支持。Snapdragon 820將為立體攝像機(jī)提供保障，連續(xù)處理兩條高達(dá)13兆像素的數(shù)據(jù)流。同時(shí)，其他方面的技術(shù)如輸入設(shè)備在姿態(tài)矯正、復(fù)位功能、精準(zhǔn)度、延遲等方面持續(xù)改善；傳輸設(shè)備提速和無(wú)線化；更小體積硬件下的續(xù)航能力和存儲(chǔ)容量不斷提升；配套系統(tǒng)和中間件開(kāi)發(fā)完善。

全球市場(chǎng)受熱捧

VR 技術(shù)起源于1965 年Ivan Sutherland 在IFIP會(huì)議上所作的“終極的顯示”的報(bào)告。20世紀(jì)80年代美國(guó)VPL 公司的創(chuàng)建人之一Jaron Lanier 正式提出了“Virtual Reality”一詞。VR 技術(shù)興起于20世紀(jì)90 年代。2000 年以后，VR 技術(shù)整合發(fā)展中的XML、JAVA 等先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用強(qiáng)大的3D 計(jì)算能力和交互式技術(shù)，提高渲染質(zhì)量和傳輸速度，進(jìn)入了嶄新的發(fā)展時(shí)代。VR 技術(shù)是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展需求的產(chǎn)物，有著廣闊的應(yīng)用前景。為了把握VR技術(shù)優(yōu)勢(shì)，美、英、日等國(guó)政府及大公司不惜投入巨資在該領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)，并顯示出良好的應(yīng)用前景。

2008年2月，美國(guó)國(guó)家工程院(NAE)公布了一份題為“21世紀(jì)工程學(xué)面臨的14項(xiàng)重大挑戰(zhàn)”的報(bào)告。VR技術(shù)是其中之一，與新能源、潔凈水、新藥物等技術(shù)相并列。并提出這些技術(shù)挑戰(zhàn)的任何一項(xiàng)一經(jīng)克服，將可極大地改善人們的生活質(zhì)量。

在歐洲, 英國(guó)在VR 開(kāi)發(fā)的某些方面,特別是在分布并行處理、輔助設(shè)備(包括觸覺(jué)反饋)設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面, 領(lǐng)先于歐洲其他國(guó)家。英國(guó)Bristol 公司發(fā)現(xiàn), VR 應(yīng)用的交點(diǎn)應(yīng)集中在整體綜合技術(shù)上, 他們?cè)谲浖陀布哪承╊I(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。英國(guó)ARRL公司關(guān)于遠(yuǎn)地呈現(xiàn)的研究實(shí)驗(yàn),主要包括VR 重構(gòu)問(wèn)題。他們的產(chǎn)品還包括建筑和科學(xué)可視化計(jì)算。

歐洲其它一些較發(fā)達(dá)的國(guó)家如:荷蘭、德國(guó)、瑞典等也積極進(jìn)行了VR的研究與應(yīng)用。瑞典的DIVE分布式虛擬交互環(huán)境, 是一個(gè)基于Unix的, 不同節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)進(jìn)程可以在同一世界中工作的異質(zhì)分布式系統(tǒng)。荷蘭海牙TNO 研究所的物理電子實(shí)驗(yàn)室(TNO -PEL)開(kāi)發(fā)的訓(xùn)練和模擬系統(tǒng), 通過(guò)改進(jìn)人機(jī)界面來(lái)改善現(xiàn)有模擬系統(tǒng), 以使用戶完全介入模擬環(huán)境。德國(guó)在VR的應(yīng)用方面取得了出乎意料的成果。在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面, 一是用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、降低成本, 避免新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn);二是產(chǎn)品演示, 吸引客戶爭(zhēng)取定單;三是用于培訓(xùn),在新生產(chǎn)設(shè)備投入使用前用虛擬工廠來(lái)提高工人的操作水平。2008 年10 月27 -29 日在法國(guó)舉行的ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology 大會(huì),整體上促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的深入發(fā)展。

東京技術(shù)學(xué)院精密和智能實(shí)驗(yàn)室研究了一個(gè)用于建立三維模型的人性化界面, 稱為SpmAR;NEC 公司開(kāi)發(fā)了一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),用代用手來(lái)處理CAD 中的三維形體模型, 通過(guò)數(shù)據(jù)手套把對(duì)模型的處理與操作者的手聯(lián)系起來(lái);日本國(guó)際工業(yè)和商業(yè)部產(chǎn)品科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)了一種采用X 、Y 記錄器的受力反饋裝置;東京大學(xué)的高級(jí)科學(xué)研究中心的研究重點(diǎn)主要集中在遠(yuǎn)程控制方面, 他們最近的研究項(xiàng)目是可以使用戶控制遠(yuǎn)程攝像系統(tǒng)和一個(gè)模擬人手的隨動(dòng)機(jī)械人手臂的主從系統(tǒng);東京大學(xué)廣瀨研究室重點(diǎn)研究虛擬現(xiàn)實(shí)的可視化問(wèn)題。他們正在開(kāi)發(fā)一種虛擬全息系統(tǒng), 用于克服當(dāng)前顯示和交互作用技術(shù)的局限性;日本奈良尖端技術(shù)研究生院大學(xué)教授千原國(guó)宏領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于2004 年開(kāi)發(fā)出一種嗅覺(jué)模擬器, 只要把虛擬空間里的水果放到鼻尖上一聞,裝置就會(huì)在鼻尖處放出水果的香味, 這是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在嗅覺(jué)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)突破。

企業(yè)是推動(dòng)VR 技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的重要力量。IBM 公司把互聯(lián)網(wǎng)和VR 技術(shù)作為正在興起的商機(jī)，投入上億資金資助研發(fā)。其推出的Bluegrass 是一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序，能夠讓用戶建立虛擬的會(huì)議室。IBM 2008 年啟動(dòng)的“Sametime 3D”項(xiàng)目，將虛擬世界整合到Lotus Sametime 即時(shí)通訊與協(xié)作應(yīng)用軟件中。IBM 還與故宮博物院合作推出“超越時(shí)空的紫禁城”。這是中國(guó)第一個(gè)在互聯(lián)網(wǎng)上展現(xiàn)重要?dú)v史文化景點(diǎn)的虛擬世界。微軟公司開(kāi)發(fā)了諸多VR 技術(shù): Photosynth 軟件能夠讓用戶使用一組有相似性的照片生成一個(gè)3D場(chǎng)景; Silverlight 插件支持3D 效果，并能使用顯示卡的GPU 硬件加速功能來(lái)提高顯示質(zhì)量; 3D 體感攝影機(jī)Project Natal 導(dǎo)入了即時(shí)動(dòng)態(tài)捕捉、影像辨識(shí)、麥克風(fēng)輸入、語(yǔ)音辨識(shí)、社群互動(dòng)等功能; World-Wide Telescope 基于Web 2.0 可視化環(huán)境，是Internet上的一個(gè)虛擬望遠(yuǎn)鏡，用戶可以對(duì)圖像進(jìn)行無(wú)縫縮放和平移; Virtual Earth 3D 的使用者可以瀏覽美國(guó)主要城市的全方位3D 圖片。施樂(lè)公司( Xerox)研究中心在VR 領(lǐng)域主要從事利用虛擬現(xiàn)實(shí)通信建立未來(lái)辦公室的研究，并設(shè)計(jì)一項(xiàng)基于VR 使得數(shù)據(jù)存取更容易的窗口系統(tǒng)。此外，波音公司的波音777 運(yùn)輸機(jī)采用全無(wú)紙化設(shè)計(jì)，利用所開(kāi)發(fā)的VR 系統(tǒng)將虛擬環(huán)境疊加于真實(shí)環(huán)境之上，把虛擬的模板顯示在正在加工的工件上，工人根據(jù)此模板控制待加工尺寸，簡(jiǎn)化加工過(guò)程。

中國(guó)VR廠商正在迎頭趕上

我國(guó)VR 技術(shù)研究起步較晚，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距，但現(xiàn)在已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視，并根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，制定了開(kāi)展VR 技術(shù)的研究計(jì)劃?！熬盼濉币?guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把VR 列入了研究項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)院校，已積極投入到了這一領(lǐng)域的研究工作。

北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行VR 研究、最有權(quán)威的單位之一，并在以下方面取得進(jìn)展：著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺(jué)接口方面開(kāi)發(fā)出部分硬件，并提出有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法；實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以提供實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境、用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)等。浙江大學(xué)CAD＆CG 國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)出了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，還研制出了在虛擬環(huán)境中一種新的快速漫游算法和一種遞進(jìn)網(wǎng)格的快速生成算法。哈爾濱工業(yè)大學(xué)已經(jīng)成功地虛擬出了人的高級(jí)行為中特定人臉圖像的合成、表情的合成和唇動(dòng)的合成等技術(shù)問(wèn)題。清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)系對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)和臨場(chǎng)感的方面進(jìn)行了研究。西安交通大學(xué)信息工程研究所對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù)——立體顯示技術(shù)進(jìn)行了研究， 提出了一種基于JPEG 標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼新方案，獲得了較高的壓縮比、信噪比以及解壓速度。北方工業(yè)大學(xué)CAD 研究中心是我國(guó)最早開(kāi)展計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)研究的單位之一，中國(guó)第一部完全用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作的科教片《相似》就出自該中心。

關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的研究我國(guó)已經(jīng)完成了2 個(gè)“863”項(xiàng)目，完成了體視動(dòng)畫(huà)的自動(dòng)生成部分算法與合成軟件處理， 完成了VR 圖像處理與演示系統(tǒng)的多媒體平臺(tái)及相關(guān)的音頻資料庫(kù)，制作了一些相關(guān)的體視動(dòng)畫(huà)光盤(pán)。另外，西北工業(yè)大學(xué)CAD／CAM 研究中心、上海交通大學(xué)圖像處理模式識(shí)別研究所、長(zhǎng)沙國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)研究所、華東船舶工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系、安徽大學(xué)電子工程與信息科學(xué)系等單位也進(jìn)行了一些研究工作和嘗試。

當(dāng)前，我國(guó)專注于虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真領(lǐng)域的軟硬件研發(fā)與推廣，已具備了國(guó)際上比較先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)解決方案和相關(guān)服務(wù)，其中代表產(chǎn)品有：虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器（VRP－Builder）、數(shù)字城市仿真平臺(tái)（VRP－Digicity）、物理模擬系統(tǒng)（VRPPhysics）、三維網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（VRPIE）、工業(yè)仿真平臺(tái)（ⅣRP－Indusim）、三維仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)包（rvRP－SDK）以及多通道環(huán)幕立體投影解決方案等，能夠滿足不同領(lǐng)域不同層次的客戶對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的需求。

在企業(yè)方面，以我國(guó)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴顯示器市場(chǎng)為例，其參與者主要是初創(chuàng)企業(yè)，多數(shù)產(chǎn)品尚處于研發(fā)階段。從產(chǎn)品功能來(lái)看，初創(chuàng)公司的產(chǎn)品與谷歌眼鏡功能相仿，價(jià)格具有優(yōu)勢(shì)，但自主創(chuàng)新能力還不足。目前主要包括百度公司的Baidu Eye、聯(lián)想公司的Vuzix M100，藍(lán)斯特科技公司的EPW、PMD、MG1，百宣微云軟件公司的Rui Glass G1,奧圖科技公司的Cool Glass ONE，創(chuàng)玄微科技公司的創(chuàng)玄眼鏡，亮亮視野科技公司的GLXSS智能眼鏡和云視智通科技公司的云瞳等。

交叉技術(shù)融合讓VR前景更廣闊

將腦-機(jī)接口( brain-computer interface，BCI) 技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)( virtual reality，V R) 相結(jié)合構(gòu)成基于虛擬現(xiàn)實(shí)的腦-機(jī)接口( BCI-V R) 新技術(shù)是最近在多媒體和娛樂(lè)領(lǐng)域出現(xiàn)的一種BCI 應(yīng)用新模式。

BCI-VR兼取兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，同時(shí)又相互促進(jìn)創(chuàng)新。BCI-VR系統(tǒng)的提出和發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng): 2000年結(jié)合VR與BCI 技術(shù)，科學(xué)家在虛擬環(huán)境中試駕駛一輛小車遇到紅燈時(shí)停下，紅燈被設(shè)置為足夠誘發(fā)事件相關(guān)電位P300 信號(hào)。2006 年清華大學(xué)馬贇等設(shè)計(jì)了基于BCI 技術(shù)的VR康復(fù)訓(xùn)練平臺(tái)，其中將想象運(yùn)動(dòng)BCI 與運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)訓(xùn)練VR結(jié)合在一起。2007 年Robert Leeb、Doron Friedman等使用BCI 控制虛擬環(huán)境 中輪椅前進(jìn)或停止。2010 年P(guān)o T.Wang 等驗(yàn)證了使用BCI 在VE 中控制下肢進(jìn)行功能性電刺激( functional electric stimulation，F(xiàn)ES) 的可能性，2012年又完成了在虛擬環(huán)境中通過(guò)BCI 控制實(shí)現(xiàn)下肢自定步調(diào)行走。為進(jìn)一步擴(kuò)展其實(shí)用性，還希望該系統(tǒng)可以提供更多指令輸出以便與現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)。為此，西安交通大學(xué)李葉平等將刺激目標(biāo)與場(chǎng)景圖像結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種高效穩(wěn)健的場(chǎng)景結(jié)合導(dǎo)航方法，顯著減少了目標(biāo)識(shí)別次數(shù)，大幅提高了BCI 控制輪椅的導(dǎo)航效率。

技術(shù)需要在產(chǎn)品中表現(xiàn)，而產(chǎn)品需要在市場(chǎng)中消化。整體來(lái)看，企業(yè)級(jí)與消費(fèi)級(jí)VR市場(chǎng)將共同發(fā)展,相互促進(jìn)。企業(yè)級(jí)應(yīng)用所積累的資金、渠道、技術(shù)、人力資源都將在同質(zhì)化的消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)里發(fā)揮作用。企業(yè)級(jí)市場(chǎng)的繁榮,將帶動(dòng)消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)的成熟,兩個(gè)市場(chǎng)將有望共同發(fā)展。而實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的交叉技術(shù)融合的發(fā)展，又將跳出當(dāng)前VR應(yīng)用終端是固定還是移動(dòng)的發(fā)展路徑的爭(zhēng)論，為后續(xù)發(fā)展明確方向。

所以與其擔(dān)心巨頭搶占自己的市場(chǎng)份額，不如先把眼前事做好，努力為VR用戶的每一天帶去更好的東西，將虛擬務(wù)實(shí)。