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重要技术瓶颈有待突破 “虚拟现实+”做到什么程度?

2016-06-17 14:35
瑾年Invader
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  “虚拟现实+”是各个行业都可以应用的,包括我们的教育。虚拟现实是二三十年以前就出现的一个技术,最近一两年比较火,虚拟现实近两年火起来的原因是由几个事件激发引起。

  一、2013年美国政府和欧盟相继宣布实施“脑计划”,欲构建人脑模型和虚拟人脑,我国也在制定我们国家的脑计划;

  二、2014年,Facebook公司宣布斥资20亿美元收购虚拟现实(VR)设备公司Oculus,随后google、微软等大公司接连推出自己的VR头盔显示器,高调宣布进入虚拟现实领域。这意味着发达国家政府和大公司从不同的两条战线开始抢占VR制高点,再次引起了人们对VR技术的关注。

  “虚拟现实+”成为发展趋势

  虚拟现实技术发展到现在不是偶然,它是一个发展的过程。一方面,计算技术进入人机物三元融合发展期,VR思维与方法成为人机物三元融合的重要支撑;另一方面,VR技术本身也开始进入VR+发展期,方便推动促进虚拟现实技术的发展;另外,+X,各行业对VR系统新功能与新指标的需求,推动它产生一些实用功能。VR+X的交叉合作,即虚拟现实技术和其它各行业的合作,也有利于推动它的发展,一些虚拟现实和一些相关领域的新技术,比如体感交互、VR交互设备、移动终端和网络新应用等,都对VR技术的发展起到推动作用。

赵沁平 中国工程院院士、中国科协副主席、教育部教育信息化专家组组长

  虚拟现实是通过一些设备、装备进行交互,来产生的感受和体验,每一项都有它适合的领域,虚拟现实平台主要适合前期的规划决策、设计评价、训练体验、文化教育等方面的应用。

  经过三十多年的发展,VR的基本概念和基本实现方法已初步形成,并在许多行业领域取得可喜的应用成果,成为其发展的新的信息技术支撑平台。VR与+X(应用领域)的关系,类似于数学和物理,VR+成为发展趋势。

  对此,各个国家都很重视。比如,2006年,中国政府发布中长期科技发展规划纲要:虚拟现实技术为信息领域优先支持的三大前沿技术之一。2007年,日本政府发布创新2025科技发展规划:虚拟现实技术为十八个方向之一。2008年,美国工程院公布人类21世纪面临的14个重大工程挑战问题,虚拟现实是其中之一。2012年,英国发布2015-2020年8个新兴科学技术群战略报告中6个涉及建模、模拟和虚拟的内容。

  重要技术瓶颈有待突破

  “虚拟现实+”已经做到什么程度呢?

  许多新技术都是在军事领域开始应用,虚拟现实技术也一样。上世纪八十年代,美国开始投入虚拟现实技术的研发,首先应用于军方,用于虚拟战场环境。之后应用于医学(虚拟手术)、制造业(虚拟样机)等。

 
 
 
 
 
 

  虚拟技术在教育领域的应用,国内不少学校部署了虚拟校园,另外,一些学校部署了虚拟教学平台,虚拟课堂等。目前的重点主要在虚拟教学实验方面。比如,化学虚拟实验、工程力学虚拟实验、几何光学虚拟实验。具体来讲,在虚拟教学中,可以面向工科学生进行读图训练;实现真实感教学演示,如晶体分子结构演示、晶体管原理演示、计算机集成制造演示等,能形象地展示它的效果。

  然而,现有虚拟现实技术距离VR+期望目标,尚存在若干重大技术瓶颈,主要有如下几方面。

  第一,多源数据或者说多源数据建立的模型,相互之间的无缝融合困难,这是一个难题;

  第二,对象模型不能自由交互与变拓扑实时逼真响应;

  第三,现在大多数模型都是几何的物理的,缺少非几何物理的生理与智能模型;

  第四,模型的复杂性、可建模性和可信性理论有待突破;

  第五,有限带宽和低计算资源下的图形图像处理低效;

  第六,真三维显示、人机体感交互与自然化人机交互设备不如人意,这方面要有很长的路还要走。

  另外,相关技术和一些应用,和虚拟现实发展形成了互动,互相推动发展。比如,真三维的显示、可穿戴设备、体感交互和移动终端的应用、新型网络应用、大数据的应用,以及人体科学等领域的应用,都对虚拟现实会有推动和促进的作用。

  相关技术和新型应用与虚拟现实发展形成互动,对虚拟现实提出新需求,为虚拟现实提供新元素。比如,新型虚拟现实交互设备,如全息、光塑显示;可穿戴设备与体感交互;移动终端应用;新型网络应用;大数据应用;人体科学等领域应用。

  虚拟现实产业可望形成

  上述技术的突破将导致VR+新一代虚拟现实系统的出现,并逐步形成如下新的VR产业。

  第一,虚拟现实人机交互设备产业,比如网上实验需要一定的交互设备,鼠标、三维鼠标都是其中的一种类型,而且还会产生新的可以创新的领域,形成人机交互的交互设备产业;

  第二,行业应用模拟器、虚拟环境产业,比如飞行模拟器、手术模拟器、军事训练,以及虚拟战场环境,都是行业应用;

  第三,虚拟现实领域和行业模型数据产业,比如美国有专门的人体器官虚拟模型系统;

  第四,网络、移动终端虚拟现实产业;

  第五,虚拟现实平台软件与嵌入式系统产业

  第六,虚拟现实服务产业。

  相信今后将虚拟现实技术应用于教育领域,也会形成它自己的一些产业。所以,虚拟现实技术目前还是有很大发展前景的,是朝阳的技术领域。未来在航空航天、军事应用、智慧城市、装备制造、医疗健康、移动与网络应用等方面都将是VR+重点发展的领域。 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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