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VR,让虚拟世界触手可及!

第四次工业变革
2017-01-14
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01 什么是虚拟现实?

虚拟现实,又叫灵境技术,是外文Virtual Reality的翻译,简称为VR。百度百科针对虚拟现实的最新定义非常简单:虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真,使用户沉浸到该环境中。

从这段话中,我们可以看出虚拟现实已经成为仿真技术的一个重要发展方向,即虚拟现实是仿真技术结合计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术融合、交叉的一门前沿技术。这其中还能看出虚拟现实的三个关键特点:可交互性、三维感、沉浸感!

02 虚拟现实发展历程图

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03 VR的原理是什么

虚拟现实基于立体眼镜的工作原理

立体眼镜基于人眼的立体视觉机制,一只眼睛只能看到奇数帧图像,另一只眼睛只能看到偶数帧图像,通过奇偶帧之间的图像差异来营造虚拟的立体感,进而让大脑形成虚拟的距离判断,产生三维虚拟感。

基于HMD的虚拟现实系统工作原理

使用者采用头盔显示器产生虚拟视觉,利用数据手套产生虚拟触动感,通过语音识别对系统主机下达操作命令,与此同时,头、手、眼均有跟踪器的追踪,使系统达到尽可能的实时性,进而营造一个三维空间的虚拟世界。

04 有关VR的辩论

正方:首先,以Facebook(Oculus)、Samsung、HTC、Valve、索尼以及Google等为首的技术大公司纷纷完成了VR布局并于本月初联合成立VR联盟,虚拟现实全球生态体系正在形成;

其次,在VR领域,资本的投入、技术的进展、新产品的发布,以及VR大数据的一系列应用及推进,都呈现爆发性的增长;第三,VR开始从一个小众的媒介慢慢发展成为一个大众媒介,今年的美国大选借助虚拟现实技术,通过VR直播、虚拟集会、VR数据分析为大众呈现了整个大选过程。

反方:虚拟现实仍存在很多技术难题需要解决,短时间内VR产业快速发展无从谈起。首先,VR硬件发展面临硬件配置要求极高,价格昂贵的门槛、标准不统一等问题;

其次,VR内容发展面临内容资源匮乏,VR产品品质粗糙,兼容性差;第三,虚拟现实会引起健康风险,难以避免的眼疲劳、眩晕和恶心是虚拟现实体验带来的副作用;此外,虚拟现实技术还存在屏幕的清晰度不够、画面延迟、设备分裂且适配难度大、使用场景局限、各个平台之间不能互相支持等问题。

05 VR与AR、MR的区别

随着越来越多带“R”的技术出现,人们也变得迷茫起来,很多人在问,这三种技术到底指的什么?三者的区别又是什么?各自应用在哪些领域?下面我将举些实际的例子说明,希望各位看完后能茅塞顿开。

VR(Virtual Reality虚拟现实),说得通俗一点就是假的、人工制造的情景,所看到的情景全部是靠设备产生的。VR呈现的场景往往通过VR采集设备(如相机)、景象制作设备、计算机软件、VR眼镜等工具联合提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让人们进入到“虚拟”的世界中,如同身临其境。最典型的VR应用例子如VR游戏或VR演唱会直播,你无需在现场,通过VR把你“虚拟”到演唱会现场。

AR(Augmented Reality增强现实),通俗解释是真假结合,它是将虚拟的信息应用到真实世界,使真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间中,使之能够同时存在。一个典型的应用场景:用户戴着AR眼镜,当他进入一家水果超市,AR眼镜会立刻提示他面前这堆水果的种类与产地、酸度、甜度、是否无公害、以及被采摘存储时间等信息,这些信息能让使用者能够轻松的判断这些水果是否新鲜合口味。或者是一名飞机工程师,在进行发动机检修的时候,AR眼镜会自动提示他面前的零件的剩余寿命,是否需要更换,以及相关的备件的摆放位置和操作手册等。

MR(mixed Reality混合现实),是AR和VR的结合,取二者所长弃二者所短,当然混合现实还属于比较新的一项概念,未来还有很大的发展空间,目前主要指可穿戴设备的发展。举个MR应用的例子,当你站在一座商场前面,戴上MR设备,你看到了所有打折信息,同时你也可以看这座商场从规划图到修建完毕的整个过程,就如同你参与了修建一样。

如果你三种技术都曾体验过,应该可以从画面和视觉呈现方式上区分这3项技术。从画面的角度来讲,VR是纯虚拟数字画面,而AR为虚拟数字画面加上裸眼现实,MR是数字化现实加上虚拟数字画面。进一步解释MR和AR的区别在于:MR通过一个摄像头让你看到裸眼都看不到的现实,AR只管叠加虚拟环境而不管现实本身。

从视觉呈现方式来讲,VR的视觉呈现方式是阻断人眼与现实世界的连接,通过设备实时渲染的画面,营造出一个全新的世界;AR的视觉呈现方式是在人眼与现实世界连接的情况下,叠加全息影像,加强其视觉呈现的方式;MR(混合现实)是虚拟现实技术的进一步发展,该技术在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。一句话概述AR、MR的区别:虚拟信息如果跟随视线移动就是AR,如果相对于真实物品固定的就是MR。MR的典型代表莫过于微软的HoloLens混合现实技术了。

06 典型案例

虚拟游戏

伴随着技术条件的初步成熟,设备应用的日臻完善,虚拟与游戏的结合率先打开了虚拟市场的蓝海。相比较于其他领域,虚拟游戏的发展有着天然的优势:首先,虚拟游戏开发商基本可以使用现有的游戏开发流程及开发工具进行虚拟现实游戏开发,相对而言,开发成本会大幅降低,过渡也会比较平滑。

游戏对很多人有些与生俱来的强吸引力。即使是Facebook CEO马克.扎克伯格也抵挡不住其魅力,为Oculus Toybox叫好“这是我最近感受到的最疯狂的Oculus体验”。而Oculus亦已宣布,将与多家游戏工作室进行合作,预计今年年底游戏数量将达到100多款。虚拟游戏在虚拟现实的应用,实属势不可挡。

视频娱乐

如今的电影院的观众已经在享受3D电影了,但是有了类似Oculus Cinema的app,观众可以更加沉浸在电影体验里。他们可以通过VR头显设备投射出的巨大虚拟屏幕看电影,就好像在自己的个人影院里。

在图像和声音效果的包围中,他们会觉得自己身临其境。例如通过VR电影拍摄公司Next VR提供的服务,你可以身临其境地观看太阳马戏团的表演,或者Codeplay的演唱会,远离疯狂粉丝的喧闹。

虚拟直播

目前虚拟直播十分火红。此前,使用三星Gear VR配合相关App就能观看NBA球赛直播,其高清画面和流畅度使得画面与现场相差无几,逼真程度堪比现场观看。

总部位于美国旧金山的初创公司LiveLike VR开发了一个虚拟体育馆的应用程序,无论来自同一地区还是世界各地的朋友都可以在虚拟现实里一起观看比赛。

医疗保健

医疗保健一直都是虚拟现实技术的主要应用领域。一些机构利用计算机生成的图像来诊断病情。虚拟现实模拟软件公司Surgical Theater and Conquer Mobile,使用CAT扫描或者超声波产生的诊断图像来生成患者解剖结构的3D模型。虚拟模型帮助新的和有经验的外科医生来决定最安全有效的方法定位肿瘤,决定手术切口,或者提前练习复杂的手术。

除了手术,虚拟现实可以用作一种高性价比而且有趣的康复工具。在欧洲中风和脑损伤的病人现在可以使用MindMaze创造的沉浸式虚拟现实疗法恢复运动和认知能力,据该公司所说,恢复速度要比传统的物理疗法更快。MindMaze里的虚拟练习和实时反馈让恢复过程好像是玩游戏,有助于鼓励患者每天练习活动。

教育

虚拟现实内容和访问在全球的分布格局无疑会影响教育的转型。虚拟现实学习的早期应用领域主要集中在硬科学领域,硬科学包括生物学、解剖学、地质和天文,通过与三维物体、动物环境的交互方式,显著提升课程的专注度并增加了学习机会。

据报道,美国圣泽维尔大学的850学生通过虚拟现实技术学习了关于太阳系的知识,并且搭上太空飞船探索了太阳系每一个星球。这样的教学无疑是令人期待的。

工程

很多年以来,从设计过程到虚拟原型,汽车制造商一直在使用高科技模拟设备。使用OculusRift,福特汽车公司已经让虚拟现实成为其汽车研发的中心。在密歇根州迪尔博恩的沉浸式实验室,员工可以带上虚拟现实头盔来检查汽车的内部和外部,也可以在汽车被生产出来以前坐在车里体验。这个虚拟现实原型系统允许来自不同部门的设计者和工程师们仔细检查不同的元素,比如发动机和内饰,以及发现一些潜在的问题。

此外,随着计算机技术的发展,虚拟现实早已在CAD计算机辅助设计、CAE计算机辅助分析、CAM计算机辅助制造等行业深入应用。汽车制造业也是同样的道理,有很多汽车设计,都是借助虚拟现实技术来进行前期样机的设计评测的。

这些技术也和虚拟现实技术有着千丝万缕的联系。在汽车设计阶段,厂商可以利用VR技术得到1比1的仿真感受,对车身数据进行分层处理,设置不同的光照效果,达到高度仿真的目的。然后还可以对该模型进行动态实时交互,改变配色、轴距、背景以及查看细节特征结构。设计师可以第一时间看到效果。

零售

很多人已经对于在线购物网站很熟悉,但是像Trillenium一样的虚拟现实应用将会成为消费者在线购物的下一站。这些应用可以提供整个商店的虚拟导游,提高传统在线购物的体验。相对于传统的通过查看网站目录购物,消费者可以得到实时的购物体验,甚至和朋友一起购物。该应用已经得到欧洲一家最大的在线零售商ASOS的注意。通过与Trillenium的合作,消费者很快就可以通过使用他们的头盔从ASOS上购物,就像从亚马逊上买东西一样轻松。

淘宝购物节上刷爆朋友圈的“Buy+”,率先为我们展示了VR在购物领域所引发的非凡体验。虽然当时仅进行了内衣等商品的展示,但根据阿里官方的计划,淘宝Buy+除了能为用户带来360度全景浸入式购物体验之外,还具有“更换大小/颜色”、“买家秀”、“卖场展示”等环节,甚至还有虚拟导购员和社交的角色。在国外,亚马逊虽然相对低调,但也在紧锣密鼓地谋划着进军增强现实购物领域。相信在不久的将来,充分结合了线上便捷与线下体验的VR购物,将打破传统的物理购物限制,并由此引领新未来购物的新模式。

军事

目前VR技术在军事领域的应用集中在模拟真实战场环境和模拟诸军种联合演习两方面。

将虚拟现实应用于军事领域,符合减少人员、物资的损耗,提高军事训练效费比的现实需求与发展方向。今后的应用将会越来越广泛,发挥的作用也将会越来越大。而随着VR技术的进一步发展,未来的士兵将在模拟舱内身经“百战”,体验生死,磨练意志,娴熟战术技能。超前的训练使军队在虚拟中体验战争、把握战争,以往那种认为“战术专家是打出来的,而不是训练出来”的观念正面临严峻挑战。超前模拟已成为军事训练的全新领域。

服装设计

在美国,虚拟现实技术已融入服装设计,消费者可以在家里带上一个VR眼镜,通过网店试选衣服。

消费者可以将自己的身体数据上传给服装设计师,设计师可以在虚拟空间里先选择和设置布料的参数(重力,风力),进行人体动力学运动的模拟和仿真,人们在购买衣服时可以在家试穿虚拟的衣服,然后购买,这样就不会出现网购尺码或样式不满意的结果。

建筑设计

国内一家在建筑设计领域以VR技术为切入口的公司——光辉城市。该公司的建筑设计师将Sketchup、3Dmax等主流模型文件一键上传至光辉城市旗下的Smart+平台,半小时左右即可获得由云端引擎全自动转化的VR虚拟现实展示方案,客户可以戴上VR头显观看全方位的立体建筑模型。

效果图是建筑行业里的重要环节之一,如果交互性不足,效果图只能做定点渲染,展现的内容非常有限。动画虽然可以多方位展示构想,但人却不能参与其中进行随心所欲的漫游。虚拟现实技术的引入可以使设计师和客户在设计的场景里自由走动,观察设计效果,完全替代了传统的效果图和动画,实现3D漫游。

旅游

所谓VR+旅游,即通过VR头显,让用户领略世界各地的风景无限。当这些风景以3D交互视频的形式、360度全景式呈现在我们眼前的时候,也就意味着我们将可以抵达任何想要到达的目的地,无论是外国,还是外星球,这将是多么令人神往。

就好比在去年的F8开发者大会上,扎克伯格为希望去意大利小镇的观光者展示了一段VR旅游视频,让大家以虚拟方式“实地”考察当地的酒店和风景,甚至可以在市场或城市广场上闲庭信步,感受其真实的体验。

总之,经过50多年的演进和积累,虚拟现实正处在抵达技术临界点的前夜,在全球范围内掀起了虚拟现实普及化的浪潮。在虚拟现实的奇妙世界中,人们可以穿上模拟飞行装置,从第一视角体验鸟儿飞翔的感觉;可以为了挑战极限、追求刺激,而去乘坐更为带感的虚拟现实过山车;更可以借助“无重力”模拟器体验在太空站做宇航员的感受……

而这一切都是虚拟现实技术带给人类的新体验。在未来,随着虚拟现实与互联网、机器人、人工智能、大数据等技术的进一步发展与融合,VR技术在各个领域的应用必将得到拓展,与人们衣食住行的联系也必将变得更为紧密。

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推荐阅读:《为什么说急于占坑的众国产VR,正在严重透支国民的热情?》

从今年4月份开始小米VR在新浪微博上的悄悄上线,再经过4个月的时间搞“研发”,直到前些日子的多次预告之后,小米的首款VR眼镜终于诞生 了。然而在小米做了那么多的铺垫之后,最终出来的成品竟然是小米VR玩具版。

是的,这的确跟他们宣传的主题“期待总于意料之外(小米VR眼镜预告主题)” 如出一辙,吊胃口吊了四个多月之后,最后竟然只等到了一块精装版的Cardboard!

小米这款VR眼镜不管它外表多奇特好看,都阻挡不了外界对它吐槽的心声。搞架势搞了这么久,还只是个外表比谷歌纸盒好看点的VR玩具,国产VR厂商 们可谓是真的“用心”了。

小米这一产品本身并无过错,但是这其实也反映了国内硬件厂商的一些套路,空口说相声远比去做实事更容易,他们更愿花金钱花精力去 营销造势,而不是将心思放在如何研发一款质量好的产品,基于这一点某些VR硬件厂商们是要反思下。

噱头吹捧的那么大,最终出来的成品却是大失所望,这毫无疑问是在透支消费者们的热情。

VR被炒的火爆,企业盲目布局

巨头们永远不会等待时机的到来,而是都会主动去抓住机会,投资机构也是如此,他们都喜欢主动出击寻找猎物,正如虚拟现实技术的出现,它也成为了资本追逐的焦点。据了解,全球各大知名分析机构都非常看好VR行业,并纷纷做出相关的市场评估。

比如国际知名市场分析机构IHS认为,2016年,将有700多万部VR设备投入使用;而知名分析机构ABIResearch 则预测,VR设备在未来五年将会快速增长,其间年复合增长幅度为106%,到 2020 年 VR 设备将达到 4300万件。

全球最著名的分析机构高盛也给出了乐观的预测,到2025年,VR和AR的市场规模将达到800亿美元,并有可能出现像智能手机那样的厂 商颠覆者。

为了跟随虚拟现实的步伐,国内的科技巨头、上市公司、大大小小创业公司,纷纷涉足VR领域,打造VR生态,VR业界可谓热闹非凡。巨头公司凭借资金雄厚,在VR各个方面都有去涉足,下面选一些代表性的企业来举例。

阿里巴巴在电商方面:与Magic Leap、HTC Vive、GearVR、Pico、米影科技等VR领域公司,在硬件众筹、VR+电商等方面展开合作。在投资方面:7.94亿美元投资Magic Leap;旗下子公司布局;优酷土豆布局VR内容生态。

百度在平台方面:百度VR助手。在内容方面:百度旗下爱奇艺打造VR内容生态和频道,百度VR博物馆上线。在媒体方面:百度VR社区。

小米在内容方面:雷军入股了乐相VR。在硬件方面:确认要发布VR产品。在研究方面:成立小米VR实验室。

暴风魔镜在硬件方面:手机VR有暴风魔镜系列产品,一体机头盔有魔王系列。在平台上,建立VR开放平台。

对于初创企业来说,由于资金的限制,可能他们会集中于某一方面;而对于上面那些财大气粗的企业来说,为了不错失发展VR的商机,于是大张旗鼓的在 VR领域各个方面都先占坑再说。

由于当前发展虚拟现实还存有产业链的不成熟、VR开发难度高、成本的居高不下、消费者对它的接受认可程度还不高等问题, 如果不正视这些问题,企业盲目去布局其实一定程度上可能扰乱整个VR市场的发展。

企业靠快速迭代弥补产品缺陷,只是自我安慰

现如今充斥在市场上的国产VR设备质量参差不齐,为了最大限度的吸引消费者购买,变着花样的在玩新套路,最典型的就是出新一代产品的周期缩短了,时不时就有企业召开发布会宣布下一代所谓的研发产品。

比如像暴风就推出了第五代移动VR产品;灵境VR也推出了三代移动VR设备;3Glasses 至今也推出了三代VR产品;产品的更新速度如此之快,这恐怕也是国产VR设备的典型特征了。

比技术比不上国外产品,但是在推陈出新的速度上那还是有的一比,而有些企业就是凭借一款又一款的新VR产品反而获得融资,销售情况竟然也还不错,真的是匪夷所思。

对于市场来说,频繁的更新产品只是给这个行业增加了VR设备的数量而已,而数量并不完全代表市场份额,毕竟有一部分可能并不是正规途径售卖出来。

对于消费者来说,国内很多VR设备真的等同于是一次性消费产品,纯粹是打着虚拟现实的口号在欺骗消费者,吹捧的完美享受虚拟体验可能也就比谷歌纸盒好一点,然而谷歌纸盒至少只要消费9块9就可以,对于那些动辄上百上千的价格,那真的是坑消费者。

对于企业来说,赚着坑消费者的钱,最终也会被消费者抛弃,毕竟坑一次是运气,想要再次坑消费者肯定没那么容易。企业也别再做着靠推新产品来蒙蔽消费者自身的判断了。

透支国民热情,一众国产VR设备正影响VR行业的发展

当前VR的发展还处于初级阶段,无论是硬件设备,还是内容平台以及软件开发等并没有形成一个成熟的生态链,尽管各路巨头的布局有在加速这个行业的发展,但是由于大众对于VR的认知度和普及度上都有待时间的考察。而对于还是处于雏形的VR生态圈,总有一些企业在打擦边球赚取短期利益来损害这个行业的健康发展。

你比如说,最关键的硬件设备,国产的这些产品不把重心放在研发技术上面,就只顾眼前利益随便捣鼓就推出一套产品。由于这些VR设备技术含量不 高,VR体验效果差,直接让用户对于VR产生误解,原来吹捧的过高的虚拟现实,产品体验真的是不堪一击。

随着htcvive、Oculus Rift、PSVR都相继在全球发售,中国市场也被它们纷纷看中,在国外竞争对手都在比拼产品质量的前提上,国内还在玩其他花边套路,这不是直接将市场送给对方吗?

国内厂商们努力的方向应该是在于如何为消费者提供一个放心满意的产品,真正用质量去征战市场;如果还是靠以低价劣质产品来竞争市场,迟早会被消 费者遗忘甚至抛弃。

当前国内移动VR头显产品并没有出现一家独大情况下,被用户寄予厚望的小米却只交出了这样一份产品,实在是让人失望,对于自身发展来说它难以承载 VR版MIUI的重任,也不足以打动VR内容开发者们为之效力。

小米这次的VR产品实在是验证了一句话,期望有多大失望就有多大。毕竟像小米这样国内顶尖企业的一举一动影响都非常巨大,这无疑拖慢了整个国内移动VR行业的进程与信心。

站在用户的角度看,我们渴望国产VR设备能有优质产品推出,我们也希望厂商把钱放在实实在在的研发技术上面,而不是为了跟风快速为推产品而在虚拟现 实领域占坑。市场永远是优胜劣汰,没有实力的永远是被淘汰的。

虚拟现实的火爆不应是被资本炒热之后没有下文,企业要做到的是给VR行业带来好的设备、好的 内容、好的平台,这才是最重要的。

来源:物联网智库,由第四次工业变革重新编辑整理发布,转载请注明出处!

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