編者按：人類有許多夢想，一些夢想已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實，而有一些夢想也許永遠(yuǎn)都不可能實現(xiàn)。然而有一種技術(shù)卻能使這些夢想全部在感知中實現(xiàn)，這就是虛擬現(xiàn)實技術(shù)。

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)是當(dāng)今全球最前沿的科學(xué)技術(shù)之一，大批世界科技巨頭視其為座上賓，其中包括谷歌、蘋果、三星、索尼等知名科技企業(yè)。不少的創(chuàng)業(yè)者也紛紛介入虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)，試圖闖出一片天地。

　　日前，海南幾名創(chuàng)業(yè)學(xué)子研發(fā)出“Laputa VR”（“天空之城”浸入式虛擬現(xiàn)實眼鏡），使得海南也搭上了這熱門科學(xué)技術(shù)的列車。那么，究竟這所謂的虛擬現(xiàn)實技術(shù)是什么？未來我們在哪些領(lǐng)域能看到它的身影？為此，“新知·探索”科普專欄特為讀者揭開虛擬現(xiàn)實的神秘面紗。

　　什么是虛擬現(xiàn)實？

　　讓人類暢游于虛擬世界

　　虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR；又譯作靈境、幻真）是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實是一項綜合集成技術(shù)，涉及計算機(jī)圖形（CG）技術(shù)、計算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。

　　虛擬現(xiàn)實中的“現(xiàn)實”是泛指在物理意義上或功能意義上存在于世界上的任何事物或環(huán)境，它可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)的或根本無法實現(xiàn)的。而“虛擬”是指用計算機(jī)生成的意思。因此，虛擬現(xiàn)實是指用計算機(jī)生成的一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，使人作為參與者通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，自然地實現(xiàn)對虛擬世界進(jìn)行體驗和交互作用。此外，在使用者進(jìn)行位置移動時，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場感。

　　雖然虛擬現(xiàn)實目前仍然只是一項趨勢化的未來技術(shù)，但人類早在50多年前已經(jīng)開始了對它的探索。在上世紀(jì)60年代初，隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，人們開始研究立體聲與三維立體顯示相結(jié)合的計算機(jī)系統(tǒng)。80年代，計算機(jī)科學(xué)家Jaron Lanier提出了“虛擬現(xiàn)實”的觀點，目的在于建立一種新的用戶界面，使用戶可以置身于計算機(jī)所表示的三維空間資料庫環(huán)境中，并可以通過眼、手、耳或特殊的空間三維裝置在這個環(huán)境中“環(huán)游”。

　　2014年4月，谷歌發(fā)布了一款“拓展現(xiàn)實”的眼鏡，雖然這跟我們普遍意義上的VR有些區(qū)別，但是在人機(jī)交互、開拓全新的現(xiàn)實視野上，谷歌眼鏡似乎又帶起了一陣風(fēng)潮。2014年3月，F(xiàn)acebook以20億美元的高價收購了Oculus公司，讓用戶們對VR設(shè)備的熱情在不斷地被刺激膨大，同時也帶動了大量的創(chuàng)業(yè)者和風(fēng)投先后介入虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)，各類頭戴式顯示設(shè)備、虛擬現(xiàn)實眼鏡架、增強(qiáng)現(xiàn)實眼鏡、全息眼鏡紛紛問世，騰訊、樂視也紛紛傳出了正在研發(fā)虛擬現(xiàn)實設(shè)備的消息。

　　虛擬現(xiàn)實的革命性在哪里？

　　改變我們對真實世界的感知

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)是當(dāng)今全球最前沿的科學(xué)技術(shù)之一，大批世界科技巨頭視其為座上賓。包括索尼、Facebook、HTC、Valve等公司均將其視為下一代游戲、社交、娛樂元素，明年我們將看到大量的虛擬現(xiàn)實設(shè)備上市。

　　有相關(guān)評測機(jī)構(gòu)預(yù)測，VR設(shè)備將成為谷歌眼鏡和蘋果的Apple Watch等穿戴設(shè)備后又一個新的引爆點。有專家認(rèn)為，預(yù)期VR裝置的銷售量在2016年將可望躍升至1400萬臺，在未來五年將迅速增長，到2020年市場規(guī)模或突破千億元。

　　人們不禁要問，如火如荼的虛擬現(xiàn)實技術(shù)真正的革命性在哪里？為什么很多科技大佬都認(rèn)為其是一場顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新？

　　我們可以借助科幻電影《黑客帝國》中的場景來探尋對這個問題的答案。影片前部分講述網(wǎng)絡(luò)黑客“尼奧”發(fā)現(xiàn)看似正常的現(xiàn)實世界實際上是由一個名為“矩陣”的計算機(jī)人工智能系統(tǒng)控制的。“矩陣”利用基因工程人工制造人類，然后把他們接上矩陣，讓他們在虛擬世界中生存。

　　從電影中我們看到，一個現(xiàn)實中幾乎被戰(zhàn)爭摧毀的世界，可以讓被計算機(jī)控制的人造人類感覺到自己生活在一個和諧、正常的真實世界中。而這恰恰是虛擬現(xiàn)實技術(shù)真正的革命性所在：它改變了人類對真實世界的感知。一直以來，我們眼睛看到的都是真實存在的世界，眼睛看到了什么世界中就會存在什么。而虛擬實現(xiàn)則首次從技術(shù)上能夠改變?nèi)祟惖囊曈X，也包括改變?nèi)祟惖穆犛X與觸覺，可以給人類展現(xiàn)一個全新的虛擬世界。

　　同時，它的出現(xiàn)為人類認(rèn)識世界開辟了一條新途徑。用戶可以用自然方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互操作，改變了過去人類除了親身經(jīng)歷，就只能間接了解環(huán)境的模式，從而有效的擴(kuò)展了自己的認(rèn)知手段和領(lǐng)域。

　　虛擬現(xiàn)實可應(yīng)用的領(lǐng)域有哪些？

　　旅游、教育培訓(xùn)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域

　　穿戴好虛擬現(xiàn)實設(shè)備，借助燈光、氣氛的烘托，“穿越”到青銅器時代，參與古人的祭祀太陽儀式。近日，大英博物館通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)讓游客“進(jìn)入”青銅時代，讓人們感受了一次虛擬旅游帶來的新奇體驗。

　　其實，近年來，隨著計算機(jī)硬件軟件技術(shù)的發(fā)展以及人們越來越認(rèn)識到它的重要作用，虛擬技術(shù)在各行各業(yè)都得到了不同程度的發(fā)展，并且越來越顯示出廣闊的應(yīng)用前景。比如在游戲領(lǐng)域，Oculus通過電腦和游戲機(jī)配合運行，可讓玩游戲的用戶有身臨其境的效果，這一技術(shù)最終促成了Oculus被Facebook 20億美元天價收購。又如：杭州大學(xué)開發(fā)的虛擬故宮游玩系統(tǒng)，美國佐治亞理工學(xué)院開發(fā)出虛擬動物園的大猩猩系統(tǒng)，賓夕法尼亞大學(xué)研究制成虛擬現(xiàn)實人杰克等都是虛擬現(xiàn)實得以實現(xiàn)的例子。此外，由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實時三維空間表現(xiàn)能力、人機(jī)交互式的操作環(huán)境以及給人帶來的身臨其境的感受，它在軍事和航天領(lǐng)域的模擬和訓(xùn)練中起到了舉足輕重的作用：虛擬戰(zhàn)場、虛擬城市、甚至“數(shù)字地球”，無一不是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將使眾多傳統(tǒng)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)生革命性的改變。

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)顛覆了人類眼睛的視覺效果，因此它能爆發(fā)出很多令人興奮的應(yīng)用空間。除此之外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還將在教育培訓(xùn)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)購物等多方面打造出前所未有的極佳的用戶體驗，正如Facebook創(chuàng)始人扎克伯格在巨資收購Oculus時做出的感嘆：“想象未來的學(xué)生和老師都坐在虛擬的教室中，病人和醫(yī)生能夠遠(yuǎn)程面對面交談，我們甚至能夠在一家虛擬商店中閑逛選擇自己喜歡的商品——這些在自己家里就能全部完成?！?/p>