VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

什麼?我們的生活已經離不開VR?VR到底是什麼?

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

VR的英文全稱 Virtual Reality,中文的意思是虛擬現實,是美國VPL公司創建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統,利用計算機生成一個模擬環境,是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真,從而使用戶完全沉浸其中,享受虛擬的快感!

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

垂直孵化器滿週歲 打造中國虛擬現實產業生態圈

中關村虛擬現實空間Strong VR作為全球首個虛擬現實技術(VR)垂直孵化器已經走過了一年的歷程。作為迅速崛起的新興產業,虛擬現實技術涉及集成電路、智能硬件、VR軟件研發、應用內容開發等眾多領域的深度交叉融合,具有較高的技術門檻和廣闊的市場空間。中關村科技園區管理委員會國際化業務總監曾曉東介紹,聯盟將建立產業生態環境、產學研信息、知識產權、人才交流等資源共享機制,建立與溝通政府渠道、產業發展、人才培養、科學研究、國際合作的合作平臺,推動標準、評價、質量檢測體系的建立,促進成員單位的自身發展,提升我國虛擬現實與可視化技術產業的整體競爭力。虛擬現實會出現在生活中的各個領域,醫學、娛樂、軍事航天、室內設計、工業仿真、遊戲、文物古蹟、道路橋樑、教育、維修、汽車行業、能源領域等等都會VR的身影。

國內也有許多虛擬現實實驗室,如在互聯網巨頭公司中

阿里巴巴 VR 實驗室 Gnome Magic Lab

研究方向第一個項目是“造物神”計劃,目標是聯合商家建立 3D 商品庫,加速實現虛擬世界的購物體驗。

京東 VR/AR 實驗室

研究方向:或將結合虛擬試衣技術,做成與淘寶 buy+相似的 VR 試衣。

京東 PCL 實驗室(認知感知實驗室)

研究方向:京東 PCL 實驗室主要研究 DNN 技術(深層神經網絡,Deep Neural Networks)。

OCR (Optical Character Recognition,光學字符識別)是指將圖像上的文字識別成計算機文字的技術。

實驗室使用的模型主要有兩種:進行圖像識別的深度卷積神經網絡(Convolutional Neural Network, CNN)和進行語音識別的RNN(Recurrent neural Network, RNN,也叫循環神經網絡)。

騰訊優圖實驗室(Tencent YouTu Lab)

研究方向人臉檢測、五官定位、人臉識別、圖像理解等領域。

騰訊 AI Lab 實驗室

研究方向人臉識別、語音識別、聊天的機器人等很多智能硬件。

麥克斯·別雷克創新實驗室

組織方華為聯合徠卡

研究方向該創新實驗室將在新光學系統、計算成像、虛擬現實(VR)和增強現實(AR)領域開展聯合研發。在未來手機成像上,創新實驗室的建立將驅動光學系統和圖像處理技術的進一步發展,從而廣泛地為攝影及移動設備應用提升影像質量。

魅族未來實驗室

研究方向主要研究 VR、AR、和機器人,VR 項目已經啟動。

小米探索實驗室

研究方向機器人和 VR 領域

還有一些國內高校、研究院組建的虛擬現實實驗室:

北航虛擬現實新技術國家重點實驗室

中國科學院計算技術研究所虛擬現實技術實驗室

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三維虛擬人建模技術圖示

北京師範大學虛擬現實與可視化技術研究所

北京大學智能科學系視覺信息處理研究室

西南交通大學虛擬現實與多媒體技術實驗室

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VR的特點

沉浸感

穿戴VR設備以後感覺和現實生活一樣,無論前後移動還是旋轉視角,看到的圖像都是實時且逼真的,這種體驗從視覺上欺騙你的大腦,配合這其他的感官交互,你完全感覺不到自己處在虛擬世界當中。

多感知性

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

指除一般計算機所具有的視覺感知外,還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知,甚至還包括味覺、嗅覺、感知等。理想的虛擬現實應該具有一切人所具有的感知功能。

存在感

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

指用戶感到作為主角存在於模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該達到使用戶難辨真假的程度。

交互性

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。

自主性

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

指虛擬環境中的物體依據現實世界物理運動定律動作的程度。

關鍵技術

虛擬現實是多種技術的綜合,包括實時三維計算機圖形技術,廣角(寬視野)立體顯示技術,對觀察者頭、眼和手的跟蹤技術,以及觸覺/力覺反饋、立體聲、網絡傳輸、語音輸入輸出技術等。

1:動態環境建模技術

虛擬環境的建立是虛擬現實技術的核心內容。動態環境建模技術的目的是獲取實際環境的三維數據,並根據應用的需要,利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。三維數據的獲取可以採用CAD技術(有規則的環境),而更多的環境則需要採用非接觸式的視覺建模技術,兩者的有機結合可以有效地提高數據獲取的效率。

2:實時三維圖形生成技術

三維圖形的生成技術已經較為成熟,其關鍵是如何實現“實時”生成。為了達到實時的目的,至少要保證圖形的刷新率不低於15楨/秒,最好是高於30楨/秒。在不降低圖形的質量和複雜度的前提下,如何提高刷新頻率將是該技術的研究內容。

3:立體顯示和傳感器技術

虛擬現實的交互能力依賴於立體顯示和傳感器技術的發展。現有的虛擬現實還遠遠不能滿足系統的需要,例如,數據手套有延遲大、分辨率低、作用範圍小、使用不便等缺點;虛擬現實設備的跟蹤精度和跟蹤範圍也有待提高,因此有必要開發新的三維顯示技術。

4:用戶(頭、眼)的跟蹤

在人造環境中,每個物體相對於系統的座標系都有一個位置與姿態,而用戶也是如此。用戶看到的景象是由用戶的位置和頭(眼)的方向來確定的。

5:觸覺與力覺反饋

在一個VR系統中,用戶可以看到一個虛擬的杯子。你可以設法去抓住它,但是你的手沒有真正接觸杯子的感覺,並有可能穿過虛擬杯子的“表面”,而這在現實生活中是不可能的。解決這一問題的常用裝置是在手套內層安裝一些可以振動的觸點來模擬觸覺。

6:應用系統開發工具

虛擬現實應用的關鍵是尋找合適的場合和對象,即如何發揮想象力和創造力。選擇適當的應用對象可以大幅度地提高生產效率、減輕勞動強度、提高產品開發質量。為了達到這一目的,必須研究虛擬現實的開發工具。例如,虛擬現實系統開發平臺、分佈式虛擬現實技術等。

7:廣角(寬視野)的立體顯示

雙目立體視覺起了很大作用。用戶的兩隻眼睛看到的不同圖像是分別產生的,顯示在不同的顯示器上。有的系統採用單個顯示器,但用戶帶上特殊的眼鏡後,一隻眼睛只能看到奇數幀圖像,另一隻眼睛只能看到偶數幀圖像,奇、偶幀之間的不同也就是視差就產生了立體感。

虛擬現實系統的構成

用戶通過傳感裝置直接對虛擬環境進行操作,並得到實時三維顯示和其它 反饋信息(如觸覺、力覺反饋等)。當系統與外部世界通過傳感裝置構成反饋閉環時,在用戶的控制下,用戶與虛擬環境間的交互可以對外部世界產生作用(如遙操作等)。

檢測模塊:檢測用戶的操作命令,並通過傳感器模塊作用於虛擬環境。

反饋模塊:接受來自傳感器模塊信息,為用戶提供實時反饋。

傳感器模塊:一方面接受來自用戶的操作命令,並將其作用於虛擬環境;另一方面

將操作後產生的結果以各種反饋的形式提供給用戶。

控制模塊:對傳感器進行控制,使其對用戶、虛擬環境和現實世界產生作用。

建模模塊:獲取現實世界組成部分的三維表示,並由此構成對應的虛擬環境。

VR:《虛擬現實》到底是一種怎麼樣的體驗?99%的人都不知道

虛擬現實的世界,

VR:開啟未來無限想象!!!


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