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⚡️VR ✙ 深入淺出⚡️ | VR 簡單介紹說明

VR(虛拟現實)

VR起源

早在20世紀40年代,美國就已開始了飛行模拟器的設計。随着計算機技術尤其是計算機圖形技術的發展,這種模拟器又發展為大螢幕顯示器和全景式情景産生器。

1965年,Ivan Sutherland(被稱為計算機圖形學之父)發表論文《TheUltimate Display(終極的顯示)》,描述了一種把計算機螢幕作為觀察虛拟世界視窗的設想,這被看作是虛拟現實技術研究的開端。

1968年,Ivan Sutherland又提出了頭盔式三維顯示裝置的設計思想,并給出一種設計模型,這奠定了三維立體顯示技術的基礎。之後此領域一直沒有突破性的發展,直到20世紀80年代初,才由Jaron Lanier正式提出“Virtual Reality”這一名詞,同時一系列的更完善的仿真傳感裝置(如頭盔式j維顯示器、資料手套、資料衣、立體聲耳機等)以及相應的計算機軟硬體系統也被研制出來了。

到了90年代,對VR技術的研究更加普遍,發展也更為迅速。

VR概念

VR(Virtual Reality,即虛拟現實,簡稱VR),是由美國VPL公司建立人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。

其具體内涵是:綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口裝置,在計算機上生成的、可互動的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中,計算機生成的、可互動的三維環境成為虛拟環境(即Virtual Environment,簡稱VE)。虛拟現實技術實作的載體是虛拟現實仿真平台,即(Virtual Reality Platform,簡稱VRP)。其中,計算機生成的、可互動的三維環境成為虛拟環境(即Virtual Environment,簡稱VE)。

2014年3月26日,美國社交網絡平台Facebook宣布,将斥資20億美元收購沉浸式虛拟現實技術公司Oculus VR。 Fackbook 首席執行官Mark Zuckerberg堅信虛拟現實将成為繼智能手機和平闆電腦等移動裝置之後,計算平台的又一大事件。并計劃将Oculus的應用拓展到遊戲以外的業務,在此之前,Oculus主要用于為人們在遊戲過程中創造身臨其境的感覺。Facebook收購Oculus,使得虛拟現實這個科技行業小衆的名詞,開始為更多業外的人們所熟悉。業内人士稱,虛拟現實時隔70多年,又迎來了春天。

其實不止是提出了這樣的一個概念,早在上世紀80年代就已經有VR了。不過在當時的孱弱的圖形處理能力,你無法想象在30赫茲重新整理率的顯示屏上,20度的視場角将帶來多大的眩暈;更糟的是,這些VR裝置可能會通過它們沉重的CRT顯示器壓彎你的頸椎,甚至可能燒傷你的視網膜。

那時候在主機上插進一個卡帶,螢幕上唯一的訓示隻有“請按開始鍵”——這與如今複雜精巧的遊戲格格不入。那時候,我們隻是一些除了在Atari上玩《Adventure》就沒啥其他樂子的蠢小孩,還要裝作眼前那個巨大的像素點是一個地牢勇士。(以上的評語來自名嘴George Plimpton/喬治·普林頓)

VR實際上是一種可建立和體驗虛拟世界(Virtual World)的計算機系統, 是一種可以建立和體驗虛拟世界的計算機仿真系統。它利用計算機生成一種模拟環境,是一種多源資訊融合的互動式三維動态視景和實體行為的系統仿真使使用者沉浸到該環境中。(完全可以忽視這段話,其實是為了裝B)

簡單的說,就是所見即所得。

帶上VR頭盔,裡面的畫面是随着你頭部動作的擺動而相對應的展現不同的畫面。

那麼有人可能會問了,那跟我平時不戴眼鏡看到的畫面有什麼不一樣呢?沒錯,簡單的來講,就是你平時展現的畫面。但是,你可能是一隻鳥,你看到的是不同角度的天空;你也可能是一條魚,看到海底的每個角落;甚至,你可以看到人體内部的組織結構,也能看到宇宙中的每顆恒星。

畫面是全息的,立體的,跟二維的平面和3D展現完全是兩個概念。你可以簡單的了解為“全息”。

簡單的來說,VR就是把完全虛拟的世界通過各種各樣的頭戴顯示器(如下圖所示)呈現給使用者,一般是全封閉的,給人一種沉浸感。是以說,在VR的世界裡所有的東西都是虛拟的、假的。

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VR特點

虛拟現實被認為是多媒體最進階别的應用。它是計算機技術、計算機圖形、計算機視覺、視覺生理學、視覺心理學、仿真技術、微電子技術、立體顯示技術、傳感與測量技術、語音識别與合成技術、人機接口技術、網絡技術及人T智能技術等多種高新技術內建之結晶。

其逼真性和實時互動性為系統仿真技術提供有力的支撐。虛拟現實技術有以下幾個特點。

由于沉浸性、互動性和構想性三個特性的英文單詞的第一個字母均為I,這三個特性又通常被統稱為3I特性

沉浸性(immersion)

又稱臨場感,指使用者對虛拟世界中的真實感。

理想的模拟環境應該使使用者難以分辨真假,使使用者全身心地投入到計算機建立的三維虛拟環境中,該環境中的一切看上去是真的,聽上去是真的,動起來是真的,甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真的,如同在現實世界中的感覺一樣。

互動性( interaction)

指使用者對虛拟世界中的物體的可操作性。例如,使用者可以用手去直接抓取模拟環境中虛拟的物體,這時手有握着東西的感覺,并可以感覺物體的重量,視野中被抓的物體也能立刻随着手的移動而移動。

構想性(imagination)

又稱自主性,指使用者在虛拟世界的多元資訊空間中,依靠自身的感覺和認知能力可全方位地擷取知識,發揮主觀能動性,尋求對問題的完美解決。

VR應用領域

VR(虛拟現實)技術可廣泛的應用于城市規劃、室内設計、工業仿真、古迹複原、橋梁道路設計、房地産銷售、旅遊教學、水利電力、地質災害、教育教育訓練等衆多領域,為其提供切實可行的解決方案。

娛樂領域

豐富的感覺能力與3D顯示環境使得VR成為理想的視訊遊戲工具。由于在娛樂方面對VR的真實感要求不是太高,故近些年來VR在該方面發展最為迅猛。如Chicago(芝加哥)開放了世界上第一台大型可供多人使用的VR娛樂系統,其主題是關于3025年的一場未來戰争;

近幾年推出的Oculus Rift是一款為電子遊戲設計的頭戴式顯示器,以虛拟現實為使用者提供更好的體驗,并推出了開發者版本,如今已有許多遊戲對其支援。

軍事航天領域

軍事領域的研究一直是推動虛拟現實技術發展的原動力,目前依然是主要的應用領域。

如模拟訓練一直是軍事與航天工業中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部進階研究計劃局DARPA自80年代起一直緻力于研究稱為SIMNET的虛拟戰場系統,以提供坦克協同訓練,該系統可聯結200多台模拟器;美國空軍技術研究所( Air Force Institute of Technology)也在利用VR開發培養實際空軍操作人員的環境;美國宇航局( NASA)目前已建立了航空、衛星維護VR訓練系統,空間站VR訓練系統,并建立了能夠供全國使用的VR教育系統,用以模拟實際環境培養訓練宇航員。

醫學領域

虛拟現實技術可以彌補傳統醫學的不足,主要應用在解剖學、病理學教學、外科手術訓練等方面。

在教學中,虛拟環境可以建立虛拟的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學生可以很容易了解人體各器官結構,這比現有的采用教科書的方式更加有效。在醫學院校,學生可在虛拟實驗室中,進行“屍體”解剖和各種手術練習。

同樣,外科醫生在真正動手術之前,可以通過虛拟現實技術的幫助,在顯示器上重複地模拟手術,完成對複雜外科手術的設計,尋找最佳手術方案,這樣的練習和預演,能夠将手術對病人造成的損傷降至最低。

藝術領域

虛拟現實技術作為傳輸顯示資訊的媒體,在藝術領域有着巨大的潛力應用。

例如,VR技術能夠将靜态的藝術(如繪畫、雕塑等)轉化為動态的,可以提高使用者與藝術的互動,并提供全新的體驗和學習方式。

教育領域

針對教育,虛拟現實技術應用是教育技術發展的一個飛躍。虛拟學習環境、虛拟現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境。

親身去經曆的“自主學習”環境比傳統的說教學習方式更具說服力。虛拟實驗利用虛拟現實技術,可以建立各種虛拟實驗室,如實體、化學、生物實驗室等等,利用VR能夠極有效地降低實驗室成本投入,并讓學生獲得與真實實驗一樣的體會,得到同樣的教學效果。

文物古迹

利用虛拟現實技術,可以對文物古迹的展示和保護帶來更大的發展。将文物古迹通過影像模組化,更加全面、生動地展示文物,提供給使用者更直覺的浏覽體驗,使文物實時實作資源共享,而不需要受地域所限制,并能有效保護文物古迹不被過度遊客的遊覽所影響。同時使用三維模型能提高文物修複的精度、縮短修複工期。

生産領域

利用虛拟現實技術建成的汽車虛拟開發工程,可以在汽車開發的整個過程中,全面采用計算機輔助技術來縮短設計周期。

例如,福特官方公布過一項汽車研發技術——3D CAVE虛拟技術。設計師戴上3D眼鏡坐在“車裡”,就能模拟“操控汽車”的狀态,并在模拟的車流、行人、街道中感受操控行為,進而在車輛未被生産出來之前,及時、高效地分析車型設計,了解實際情況中的駕駛員視野、中控台設計、按鍵位置、後視鏡調節等等,并進行改進,這套系統能夠有效控制成本地進行汽車開發。

VR相關裝置圖檔樣例

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總結

  • VR概念從提出到現在已經過去好多年了,但是目前依舊沒有達到一個人們預期想象的那樣

    成為類似智能手機的出現一樣,轟動世界的一個效果。

  • 都說近幾年是VR領域高速發展的時期,尤其是5G的到來,對于VR領域也是一個新的突破口。

    不知道何時才能玩上類似刀劍神域那樣的遊戲,慢慢期待VR的進一步輝煌發展吧!!

  • 以上部分資訊來自百度百科~

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