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虛擬現(xiàn)實(VR)技術特點介紹與發(fā)展歷程詳解
2015/11/25 8:35:42 來源:中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng) 【字體:大 中 小】【收藏本頁】【打印】【關閉】
核心提示: 虛擬現(xiàn)實,又稱VR(virtualreality),是一種綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和現(xiàn)實中各種接口設備,在計算機上生成可交互的沉浸式環(huán)境的技術,VR設備自然就是虛擬現(xiàn)實,又稱VR(virtualreality),是一種綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和現(xiàn)實中各種接口設備,在計算機上生成可交互的沉浸式環(huán)境的技術,VR設備自然就是將虛擬世界和現(xiàn)實世界連接的入口。
虛擬現(xiàn)實技術具有3I的特征,分別是沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination):
沉浸性,是指利用計算機產(chǎn)生的三維立體圖像,讓人置身于一種虛擬環(huán)境中,就像在真實的客觀世界中一樣,能給人一種身臨其境的感覺;
交互性,在計算機生成的這種虛擬環(huán)境中,人們可以利用一些傳感設備進行交互,感覺就像是在真實客觀世界中一樣,比如:當用戶用手去抓取虛擬環(huán)境中的物體時,手就有握東西的感覺,而且可感覺到物體的重量;
想象性,虛擬環(huán)境可使用戶沉浸其中并且獲取新的知識,提高感性和理性認識,從而使用戶深化概念和萌發(fā)新的聯(lián)想,因而可以說,虛擬現(xiàn)實可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。
發(fā)展歷程
初創(chuàng)期(20世紀60~70年代):技術限制導致設備體積龐大,虛擬現(xiàn)實仍處于原型機階段
虛擬現(xiàn)實技術最早起源于上世紀60年代,第一套可應用的虛擬現(xiàn)實設備Sensorama出現(xiàn),其通過三面顯示屏來形成空間感,從而實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實體驗,隨后頭戴式的頭戴式的Sutherland顯示器出現(xiàn),只是礙于技術的限制,體積十分沉重,需要在天花板上設計專門的支撐桿,限制了其應用范圍。考慮到上世紀六十年代尚無現(xiàn)代計算機圖形學出現(xiàn),同時計算機的運算能力極為有限(當時NASA最先進的巨型計算機的CPU運算能力尚不如諾基亞N95),虛擬現(xiàn)實的技術處于十分原始的階段。
世上首臺VR設備Sensorama體積巨大(圖片來源:天極網(wǎng))
世界上首臺頭戴式VR設備需要專門支撐桿(圖片來源:36氪)
技術積累期(20世紀80~90年代):計算機和圖形處理技術進步為虛擬現(xiàn)實的商業(yè)化奠定了基礎。
進入上世紀80年代后,一系列計算機技術的進步使得虛擬現(xiàn)實的體驗出現(xiàn)大幅提升,主要包括(1)立體顯示使得近距離下視場的廣度得到保證,使得AR眼鏡成為可能;(2)虛擬畫面生成技術進步,顯卡每秒可渲染的三角形達到四位數(shù),為復雜圖像的展示打下基礎;(3)頭部位置跟蹤設備開發(fā)成功,大幅提升了前期以連桿為基礎的跟蹤裝置,為沉浸性提供保證;(4)虛擬環(huán)境互動技術產(chǎn)生,帶有關節(jié)的動作傳感器的手套出現(xiàn)增加了手勢動作這一重要的VR的信息輸入維度。計算機軟硬件技術的不斷進步提升了VR設備的可操作性和體驗性,1980年美國游戲公司雅達利(ATARI)組建了虛擬現(xiàn)實實驗室用以開發(fā)相關硬件;1987年全球首款商用化的VR頭盔產(chǎn)品誕生,成為這一階段的標志,隨后任天堂、索尼等公司均推出了VR游戲機,形成一輪VR商業(yè)化熱潮,但因計算機處理能力仍顯不足,此次商業(yè)化熱潮并未能夠一直持續(xù),虛擬現(xiàn)實設備主要應用在一些政府和專業(yè)機構,比如航空航天局的飛行模擬裝置等;大眾化的虛擬現(xiàn)實設備大多只能面對虛擬現(xiàn)實專業(yè)開發(fā)者和少數(shù)愛好者,代表性的設備有VirtualI/O1995年發(fā)布的i-glasses、LindenLab1999年推出的硬件“TheBig”以及后續(xù)演進的基于3D軟件的虛擬世界“第二人生”、以及SAS公司創(chuàng)造的360度虛擬現(xiàn)實體驗空間cube-room等。
2013年至今:互聯(lián)網(wǎng)普及、計算能力、3D建模等技術進步大幅提升VR體驗,虛擬現(xiàn)實商業(yè)化、平民化有望得以實現(xiàn)
相比于80~90年代,顯示器分辨率提升、顯卡渲染效果和3D實時建模能力等原有技術的快速提升帶來了VR設備的輕量化、便捷化和精細化,從而大幅提升了VR設備的體驗。以2014年FaceBook以20億美金收購Oculus為代表,諸如三星、谷歌、索尼、HTC等國際消費電子巨頭均宣布自己的VR設備計劃。
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