Facebook CEO扎克伯格稱虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，Virtual Reality）為“下一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)”，而VR這個(gè)在世界突然火熱的話題，早在1935年的《皮格馬利翁的眼鏡》這部小說中就有所提及，文中描述戴上這種眼鏡后，就能“看到”、聽到、摸到各種東西。1957年，Morton Heilig發(fā)明的Sensorama提出了VR的概念，從上世紀(jì)60年代到80年代的早期探索，從80年代末到90年代初的爆點(diǎn)和沉寂，到今天全面進(jìn)入大眾視野。2016年可以說開啟了VR潮流的第三個(gè)元年。

　　VR是人類夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)，而很多富有想象力的作家則是預(yù)言家。雷布萊伯利在他 1951年發(fā)表的小說《大草原》講述了一對(duì)嬰孩和一個(gè)虛擬育兒所的故事，而弗雷得里克波爾1955年的小說《地底下的隧道》則提到了一個(gè)永遠(yuǎn)重復(fù)體驗(yàn)同一天的男人，這個(gè)男人最后發(fā)現(xiàn)自己原來被困在了一個(gè)可怕的行銷虛擬體驗(yàn)中。簡(jiǎn)單來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互。VR讓用戶使用人的自然技能對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的物體進(jìn)行操作，并能提供視覺、聽覺、觸覺等直觀自然的實(shí)時(shí)感知。

　　開啟VR潮流第三個(gè)元年

　　不可否認(rèn)，作為第三個(gè)元年，2016年是VR快速發(fā)展的一年。VR是一項(xiàng)融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)、心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)及人工智能的綜合技術(shù)。它帶給人們的感受是：虛擬和現(xiàn)實(shí)之間已沒有明顯界限。通過某種方式，比如佩戴VR設(shè)備，來使用戶產(chǎn)生處于虛擬世界的感覺，包括視覺聽覺，甚至延伸到觸覺及嗅覺。VR技術(shù)可以直接將我們投入虛擬的三維空間中，與交互的環(huán)境融為一體?；蛘哒f，讓我們主觀感受到我們本體是沉浸于一個(gè)三維的虛擬空間的。例如，可以通過眼睛看到三維立體圖像，通過手和空間的物體進(jìn)行操作支配，通過在真實(shí)世界的行走實(shí)現(xiàn)在三維虛擬世界的移動(dòng)。顯然，這樣的技術(shù)具備三個(gè)主要特征：

　　沉浸感：用戶能夠沉浸于由高性能處理器產(chǎn)生的逼真的三維畫面中。這需要一個(gè)封閉的視野范圍，才能夠使用戶沉浸于構(gòu)建的虛擬世界中，并不會(huì)有明顯的虛擬和現(xiàn)實(shí)的差別。這也是許多VR設(shè)備都需要讓用戶佩戴一個(gè)封閉小盒子的原因。但單純滿足于沉浸感，把左右格式的3D視頻搬到眼罩上，并不屬于VR范疇。

　　交互性：用戶與環(huán)境之間的交流可以被視作交互。利用傳感器、眼球識(shí)別、動(dòng)作捕捉等實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。VR系統(tǒng)可以說就是一種高級(jí)的人機(jī)交互系統(tǒng)，因此人機(jī)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)的核心，同時(shí)也是VR技術(shù)的突破口和技術(shù)難點(diǎn)。

　　構(gòu)想性：用戶能構(gòu)想客觀不存在或者不可能發(fā)生的事情，通過想象與虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)合來提高效率。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給我們描繪的是一個(gè)充滿想象的第二個(gè)世界，在這個(gè)虛擬的世界中，一切都是剛剛開始，目前社會(huì)中所有的商業(yè)模式和社交行為，在虛擬的空間中都可以得到復(fù)制甚至增強(qiáng)的體驗(yàn)。

　　基于以上三個(gè)特點(diǎn)，VR技術(shù)阻斷了人原有的視覺輸入，達(dá)到沉浸性；用虛擬構(gòu)想的影像光線占據(jù)全部視覺，實(shí)現(xiàn)與影像的交互，達(dá)到欺騙大腦的效果。實(shí)際上，VR技術(shù)的本質(zhì)是連接方式，處于不同空間位置的用戶可以通過VR，與其他用戶連接在一起，多人同時(shí)出現(xiàn)在所構(gòu)想的虛擬世界中。

　　實(shí)際上早在20世紀(jì)90年代，VR的概念就已經(jīng)出現(xiàn)在軍事、工業(yè)、科研、醫(yī)療等領(lǐng)域。然而由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件有限，對(duì)于VR的理解還局限在平面模擬的層面，雖然有一定的促進(jìn)作用，但是整體上不能算是革命性質(zhì)的變革。

　　從技術(shù)發(fā)展的本質(zhì)上看，虛擬現(xiàn)實(shí)經(jīng)歷了下面幾個(gè)階段的演進(jìn)：第一，桌面虛擬現(xiàn)實(shí)：這個(gè)階段是以電腦仿真和顯示為基礎(chǔ)的相關(guān)應(yīng)用；第二，沉浸的虛擬現(xiàn)實(shí)：包括頭顯顯示、虛擬空間的內(nèi)容消費(fèi)；第三，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)：頭顯和相關(guān)體感設(shè)備的使用，讓虛擬現(xiàn)實(shí)有了初步的交互體驗(yàn)；第四，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)：前面的所有虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景都是單人單用戶的虛擬場(chǎng)景，虛擬現(xiàn)實(shí)的目標(biāo)是連接人和人，因此多用戶協(xié)同共享虛擬現(xiàn)實(shí)才是虛擬現(xiàn)實(shí)的未來。

　　核心技術(shù)難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)VR交互

　　人們想要進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)的VR世界，終端設(shè)備是一個(gè)重要工具。當(dāng)下，谷歌、微軟、Oculus、三星、索尼、HTC已率先占據(jù)市場(chǎng)的一席之地，在中國大陸，暴風(fēng)影音、樂相科技等也搶先推出了自己的相關(guān)設(shè)備。隨著終端設(shè)備的市場(chǎng)逐步成熟，將會(huì)呈現(xiàn)千軍萬馬過獨(dú)木橋的特點(diǎn)，而最后勝出的往往是擁有強(qiáng)悍的技術(shù)和芯片能力的公司。所以，終端設(shè)備已成紅海，市場(chǎng)很快趨于飽和，終端設(shè)備的體驗(yàn)和成本問題在硬件巨頭入局的情況下會(huì)逐步得到解決。目前虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重缺失，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不健全，硬件制作五花八門。不過此問題已經(jīng)引起國際各方關(guān)注，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)逐步出臺(tái)。

　　筆者認(rèn)為，當(dāng)下VR發(fā)展的核心技術(shù)難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)VR交互?？紤]到各種VR設(shè)備的推出以及VR內(nèi)容制造商的逐步統(tǒng)一，步入2016年，VR的交互性將會(huì)成為核心。VR作為新一代多媒體手段，將帶給人們更真實(shí)的視覺體驗(yàn)。不同的應(yīng)用場(chǎng)景將存在不同的應(yīng)用界面以供選擇，而且在各個(gè)場(chǎng)景中也有很多的人機(jī)交互需求。VR的多維特點(diǎn)決定了它的交互要比平面圖形交互擁有更加豐富的形式。目前市面上VR交互方式大致有以下幾種：動(dòng)作捕捉、觸覺反饋、眼球追蹤、肌電模擬、手勢(shì)跟蹤、方向追蹤、語音交互、傳感器這幾個(gè)方面，其中手勢(shì)追蹤、眼球追蹤、動(dòng)作捕捉均是目前VR主流的交互方式。

　　然而交互方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，在短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。首先，VR設(shè)備和手機(jī)、PC等不一樣，它還不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的交互載體，所以交互模式很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化；其次，VR是三維世界，這必將提高交互的復(fù)雜性與多樣性。若想在三維世界實(shí)現(xiàn)沉浸感，VR交互自然應(yīng)該包含現(xiàn)實(shí)世界所有的交互方式。著眼于現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)有的VR技術(shù)主要仍依賴于手柄來進(jìn)行界面選擇和交互操作，同時(shí)運(yùn)用各種傳感器和機(jī)械器件來實(shí)現(xiàn)人體動(dòng)作的捕捉和識(shí)別以及人體運(yùn)動(dòng)的采集。然而這種交互方式很難讓人擁有最好的體驗(yàn)和最高的用戶普及使用率。

　　對(duì)于創(chuàng)業(yè)者來說，應(yīng)該提供差異化的服務(wù)和創(chuàng)造新的需求，以此來面對(duì)新的挑戰(zhàn)。殊途同歸，大家的目的都是能夠理解用戶并使用戶擁有更加方便的體驗(yàn)。與所有高新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)一樣，解放雙手永遠(yuǎn)是人們追求的目標(biāo)。沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中的用戶，現(xiàn)在主要靠手柄來實(shí)現(xiàn)VR界面選擇和交互操作，而通過手柄進(jìn)行交互操作會(huì)有很強(qiáng)的帶出感，并且長(zhǎng)時(shí)間的手柄操作將帶來較強(qiáng)的疲勞感和束縛感。

　　而通過動(dòng)作捕捉來取代手柄解放雙手，將現(xiàn)實(shí)中手的動(dòng)作導(dǎo)入虛擬界面之中，用戶仿佛置身現(xiàn)實(shí)一般，通過自己的雙手選取界面，參與交互。眼球識(shí)別追蹤則可以獲知人眼的真實(shí)注視點(diǎn)，使得用戶獲得更加真實(shí)的視覺體驗(yàn)，另外通過眼球運(yùn)動(dòng)調(diào)整視界，選取功能將會(huì)更加便捷。這種基于視頻圖像處理的動(dòng)作捕捉和眼球追蹤則能很好地提高用戶的參與度和沉浸感，甚至未來可以通過腦電波識(shí)別來統(tǒng)一用戶的意識(shí)和VR交互操作，以便獲得更具沉浸性的交互體驗(yàn)。VR交互手段將不斷向著更現(xiàn)實(shí)化更簡(jiǎn)潔的操作模式邁進(jìn)，人的機(jī)體將更多地參與交互，浸入感將不斷增強(qiáng)。

　　關(guān)注全新的硬件構(gòu)架和軟件語言

　　縱觀當(dāng)下VR市場(chǎng)，硬件部分格局顯現(xiàn)，內(nèi)容部分即將爆發(fā)。將VR運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域中，即“VR+行業(yè)”模式潛力巨大。游戲、開發(fā)者服務(wù)、周邊產(chǎn)業(yè)、影視、直播、房產(chǎn)、社交，醫(yī)療、教育等領(lǐng)域?qū)⑹呛芎玫那腥朦c(diǎn)。高盛的分析中指出：“VR可應(yīng)用的幾個(gè)領(lǐng)域，從視頻游戲到零售。其中視頻游戲占比最大，但從醫(yī)療到房地產(chǎn)的各行各業(yè)都可能受到?jīng)_擊?！卑殡S著VR頭顯以及游戲內(nèi)容分發(fā)平臺(tái)等的成熟，標(biāo)志著VR整體技術(shù)進(jìn)入了成熟期，并且用戶社交習(xí)慣已經(jīng)養(yǎng)成，對(duì)內(nèi)容的需求會(huì)更加旺盛，將推動(dòng)電影、短視頻、直播、房產(chǎn)、教育等品類逐漸成熟。

　　鑒于終端移動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)速度的提升，互聯(lián)網(wǎng)未來的數(shù)據(jù)80%都會(huì)集中在視頻上，它是整合了文字、圖片、音頻的綜合信息形式。所以，視頻VR，也就是虛擬現(xiàn)實(shí)視頻，將會(huì)改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)。視頻技術(shù)將是VR行業(yè)的核心基礎(chǔ)技術(shù)。目前行業(yè)中存在浮躁的現(xiàn)象，我們不能草率地認(rèn)為內(nèi)容是VR的核心競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)閺男袠I(yè)來看，內(nèi)容畢竟屬于少數(shù)具有內(nèi)容創(chuàng)造能力的團(tuán)體所具有的能力，潛力有限。我們對(duì)VR的看法是，VR作為文字、圖片、視頻之后新的一種信息傳遞的載體，其關(guān)鍵屬性是連接人和人的工具。如何在連接人和人上面實(shí)現(xiàn)高效浸入式的交互是VR最核心的未來?？梢灶A(yù)計(jì)，當(dāng)VR連接了醫(yī)生和病人，這個(gè)在線醫(yī)療的體驗(yàn)將會(huì)超越目前所有的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療產(chǎn)品；當(dāng)VR連接了老師和學(xué)生，再偏遠(yuǎn)的山區(qū)的孩子也可以跟最優(yōu)秀的教師一起上課，在線教育的愿景會(huì)再次被改寫。

　　基于以上的市場(chǎng)分析，我們認(rèn)為，提升終端計(jì)算力并不是目前科技發(fā)展的主流趨勢(shì)，大家更希望借助于速度越來越快的網(wǎng)絡(luò)，將主要計(jì)算放在云端進(jìn)行，而直接向終端下發(fā)計(jì)算結(jié)果。與此同時(shí)，減小計(jì)算量、應(yīng)用更有效的視頻處理及壓縮算法也是同樣的道理。我們可以以視頻視覺技術(shù)為切入口，以云計(jì)算和高并發(fā)的處理平臺(tái)為依托，以視頻分析、視頻感知技術(shù)為交互方式入局VR。VR背后的技術(shù)，代表的是在網(wǎng)絡(luò)中直接向人類或者機(jī)器人提供感官輸入，這個(gè)感官輸入需要更高數(shù)量級(jí)的計(jì)算能力、更高數(shù)量級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸能力，自然也會(huì)要求全新的硬件構(gòu)架和軟件語言。

　　目前，電子科大成立的MediaLab就是專注于VR交互的研究和演進(jìn)，提供在虛擬環(huán)境中人和人連接的最高效交互方式，其形態(tài)包括了視頻交互、全景交互、VR交互等擁有極大潛力的交互方式。同時(shí)，作為VR的基礎(chǔ)核心技術(shù)，視頻技術(shù)的研究不容忽視。例如視頻壓縮、視頻處理、視頻無線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)編碼、視頻存儲(chǔ)優(yōu)化等方面的技術(shù)仍可繼續(xù)深入優(yōu)化。目前VR的終端產(chǎn)品一般需要插入手機(jī)、PC或者用手柄操作，筆者認(rèn)為這只是階段性的。未來的VR眼鏡應(yīng)該是一體式的，直接和云端的內(nèi)容、應(yīng)用和計(jì)算能力相連。所以，交互云平臺(tái)的搭建也是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。比如，實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡、服務(wù)器端多碼率轉(zhuǎn)碼，提供移動(dòng)端流暢度，實(shí)現(xiàn)錄播云存儲(chǔ)，提供實(shí)時(shí)錄播發(fā)布等，這些都是云平臺(tái)的搭建指標(biāo)，可以作為我們攻克的方向，同時(shí)也是入局VR的機(jī)會(huì)。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)是一場(chǎng)交互方式的新革命，人們正在實(shí)現(xiàn)由界面到空間的交互方式變遷。在基礎(chǔ)設(shè)備端，與智能手機(jī)和平板電腦的采納過程相比，我們必須承認(rèn)VR在一兩年內(nèi)難以走向大眾，但我們堅(jiān)信它會(huì)在5年內(nèi)像當(dāng)年的智能手機(jī)一樣實(shí)現(xiàn)井噴。分析師指出：“隨著科技進(jìn)步、零售價(jià)下降以及出現(xiàn)全新的企業(yè)和個(gè)人應(yīng)用市場(chǎng)，我們相信VR 有望孵化成為數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，并可能和PC一樣具有劃時(shí)代的意義?！彼栽诋?dāng)下，我們應(yīng)該關(guān)注交互技術(shù)背后必然要求的全新硬件構(gòu)架和軟件語言，其巨大的發(fā)展?jié)摿εc遠(yuǎn)大的前景已經(jīng)畫下了美好的發(fā)展藍(lán)圖，讓我們拭目以待。