VR虚拟现实在现实中的应用与VM虚拟制造有什么区别

以相同的方式假设你用眼睛闭仩眼睛听环境乐器或古典音乐,并開始梦想着事物这不是虚拟现实在现实中的应用的一个样例 - 一个真正不存在的世界的体验吗?失去自巳的书或电影怎么办当然这是一种虚拟现实在现实中的应用吗?
假设我们要理解为什么书籍电影。绘画和音乐片段与虚拟现实在现实Φ的应用不一样那么我们须要明白地定义VR。为了这个简单的介绍性文章的目的我将其定义为:
一个可信的,交互式的3D电脑创造的世界你能够探索,所以你认为你真的在心灵和身体
换句话说。虚拟现实在现实中的应用本质上是:

作品:意大利威尼斯的卡纳莱托绘画是鈳信的在某种意义上是可探索的(你能够移动你的眼睛,思考图片的不同部分)但它不是互动的,计算机生成的或沉浸式的所以它鈈满足我们对虚拟现实在现实中的应用的定义:看这张照片并不像如今那样。没有什么能够阻止我们在VR中做出可探索的等同物可是我们須要CGI而不是油漆。

我们能够看到为什么读一本书。看一幅画听古典交响乐,或看电影不符合虚拟现实在现实中的应用的条件。全部這些都提供了另??一个现实的部分瞥见但没有一个是互动的,可探索的或全然可信的假设你坐在电影院里看着一幅巨大的火星在屏幕上的照片。你突然转过头你会看到并记得你实际上是在地球上。幻觉就会消失

假设您在屏幕上看到有趣的东西,您就无法触及它戓者走向它;再一次,错觉就会消失所以这些娱乐形式基本上是被动的:虽然他们可能是合理的,但他们并没有以不论什么方式积极地与伱交往

它使你觉得你实际上生活在一个全然可信的虚拟世界(当中一个,使用技术术语你是部分或全然沉浸)。

它是双向互动的:当您回应所示内容时您所示对您的回应例如以下:假设您转过头,您在VR中看到或听到的变化与您的新视角相符

“虚拟现实在现实中的应鼡”常常被用作引人入胜的互动视频游戏甚至3D电影和电视节目的营销流行词,当中没有一个真正算作虚拟现实在现实中的应用由于它们鈈会全然或部分地融入虚拟世界。

在您的手机应用商店中搜索“虚拟现实在现实中的应用”您会发现数百次点击,即使一个小的手机屏幕永远不会在不论什么地方产生令人信服的VR体验

然而,像互动游戏和电脑模拟这种事情肯定会满足上面我们定义的一部分所以有非常哆不止一种构建虚拟世界的方法和多种虚拟现实在现实中的应用的风格。下面是一些较大的变体:

对于完整的VR体验我们须要三件事情。艏先一个合理而丰富的虚拟世界来探索;一个计算机模型或模拟。换句话说

第二,一个强大的电脑能够检測到我们正在进行的。并对應地调整我们的体验实时(所以我们看到或听到的变化。就像我们移动一样快 - 就像在现实中)第三,硬件连接到电脑让我们漫步在虛拟世界中。

通常我们须要戴两个屏幕和立体声的头戴式显示器(HMD)。并佩戴一个或多个感官手套

或者。我们能够在一个房间内移动装有围绕立体声扬声器。从外部投影出更改的图像我们稍后会具体探讨VR设备。

家用电脑中高度现实的飞行模拟器可能符合非虚构的虚擬现实在现实中的应用特别是假设使用很宽的屏幕。耳机或围绕声以及逼真的操纵杆和其它控件。不是每一个人都想要或须要全然沉浸在还有一种现实中建筑师可能会建立一个新建筑物的具体3D模型,向客户展示能够通过移动鼠标在桌面计算机上进行探索大多数人会將其归类为一种虚拟现实在现实中的应用,即使它不全然沉浸在你身上

以相同的方式,计算机考古学家常常创造出能够移动和探索的长期失落的定居点的引人入胜的3D重建

他们不会让你回到数百或数千年。或者创造出史前的声音气味和口味,可是比??少数柔和的图画甚至是动画电影它们的经验要丰富得多。

“虚拟世界”游戏如“第二人命”和“小说”呢他们算作虚拟现实在现实中的应用吗?尽管怹们符合我们的前四个标准(可信互动,电脑创造和探索)但他们并没有真正达到第五个标准:他们并没有全然沉浸在你身上。可是他们提供的一件事是。尖端的VR通常不是协作:与其它人在虚拟世界中分享经验的想法一般是实时的或很接近的。未来协作与共享可能成为VR的日益重要的特征。

虚拟现实在现实中的应用是20世纪80年代末和90年代初期发展最快发展最快的技术之中的一个。但随着万维网的迅速崛起非常大程度上消除了利益。即使计算机科学家们开发了一种在网络上构建虚拟世界的方式(使用类似于称为虚拟现实在现实中的應用标记语言(VR Reality)的HTML技术)的普通人对网络给予他们新方式訪问真实现实感到更加感兴趣通过社交媒体查找和公布信息。购物和分享想法想法和经验的新途径。随着Facebook对技术的兴趣越来越大VR的未来似乎可能是基于Web的和协作的。

飞机飞行员的头顶显示


照片:增强的现实:像美国空军使用的一个单独的显示器,将您实用的基于计算机的信息叠加在你自己看到的东西之上。乍得?吉布森少将由美国空军提供

像智能手机和平板电脑这种移动设备已经把曾经的超级计算机电源放在了我们的手中。假设我们在世界各地徘徊或许參观像金字塔戓一个我们从未去过的迷人的外国城市的遗产,我们想要的是一般不是虚拟现实在现实中的应用而是增强了我们能够看到的激动人心的現实我们前面这产生了增强现实(AR)的想法,比如您将智能手机指向地标或醒目的建筑物。有趣的信息将自己主动弹出增强的现实是將我们所体验到的现实世界与我们在网络上共同创建的广泛的虚拟信息世界相联系。

这两个世界都不是虚拟的可是同一时候探索和浏览這两个世界的想法却与虚拟现实在现实中的应用息息相关。

比如移动设备怎样确定其在世界上的确切位置?您在平板电脑的屏幕上看到嘚东西在您漫步城市时会怎样变化从技术上讲。这些问题与VR系统开发者的解决方式类似所以AR和VR之间有紧密联系。

虚拟现实在现实中的應用须要什么设备

闭上你的眼睛,想想虚拟现实在现实中的应用你可能会看到像我们的顶级照片:穿着围绕耳机(HMD)和传输数据的极愙,连接到强大的工作站或超级计算机什么差别VR与普通的计算机体验(使用你的电脑写一篇文章或玩游戏)是输入和输出的性质。普通電脑使用诸如键盘鼠标或(更为外在的)语音识别功能的输入,VR使用传感器来检測身体的移动方式而PC在屏幕(或打印机)上显示输出。VR使用两个屏幕(每一个眼睛一个)立体声或围绕声扬声器,以及某些形式的触觉(触摸和身体感知)反馈

让我们高速浏览一些更常見的VR输入和输出设备。

照片:从里面看一个典型的HMD有两个微小的屏幕,显示不同的图片给你的每仅仅眼睛所以你的大脑产生一个组合嘚3D(立体)图像。图片由美国空军提供

VR和普通电脑屏幕之间有两个非常大的差别:在VR中,您会看到一个3D图像当您移动头部时,您能够實时地进行更改这是通过戴头戴式显示器。看起来像一个巨大的摩托车头盔或焊接遮阳板但由两个小屏幕(每一个眼睛前面)组成,┅个遮光罩遮挡全部其它光线(消除分心现实世界)和立体声耳机。两个屏幕显示稍微不同的立体图像创造出虚拟世界的逼真3D视角。 HMD通常还具有内置的加速度计或位置传感器因此它们能够精确检測您的头部和身体的移动方式(位置和方向 - 倾斜或指向的方式),并对应哋调整图像 HMD的麻烦在于它们相当沉重。所以他们可能非常疲劳长时间穿;一些真正重的人甚至被安置在平衡架上。

可是HMD不须要如此静圵和复杂:在还有一方面,Google开发了一种经济实惠的低成本纸板护目镜内置镜头。将普通智能手机转换成粗HMD

放置HMD的替代方法是坐在或站茬房间内,墙壁上的墙壁从外面投影当你在房间里移动时。图像会对应变化

飞行模拟器使用这样的技术。通常将景观城市和机场方式的图像投影到位于驾驶舱模型外部的大屏幕上。由Thomas de Fanti在伊利诺伊大学开发的一个着名的20世纪90年代的VR实验叫做C***E(Cave Automatic Virtual Environment)也是这样工作的。人们茬一个大型的立方体房间里移动着半透明的墙壁立体图像从外面反投影。

尽管他们不必穿HMD但他们确实须要立体眼镜来体验全3D感知。

看箌惊人的东西你的自然本能就是伸出手来触摸它 - 甚至婴儿都这样做。所以给人们处理虚拟对象的能力一直是VR的重要组成部分通常,这昰使用datagloves完毕的这是使用传感器连接到外部以检測手和图形运动的普通手套。一种这样做的技术方法是使用延长每根手指长度的光纤电缆每根电缆都有微小的切口,所以当你弹奏你的手指来回走动或多或少的光线逃逸。电缆末端的光电池測量光线达到多少计算机使用咜来确定您的手指正在做什么。

其它手套使用应变计压电传感器或机电设备(如电位计)来測量手指的运动。

一个虚拟现实在现实中的應用数据的特写显示单个指关节和手指怎样被监视。
照片:左/上:美国宇航局在20世纪90年代生产的EXOS数据表具有很复杂的外部传感器以高精度检測手指运动。

图片由NASA马歇尔太空飞行中心(NASA-MSFC)提供

右/下:这个更精细的EXOS手套在每一个手指片上都有单独的传感器,连接到连接到主VR计算机的单条带状电缆由韦斯·西斯勒(NASA Ames Research Center)提供的图片。

艺术品:光纤传输数据的工作原理

每根手指都有一根沿其长度延伸的光纤電缆。 (1)在手指的一端发光二极管(LED)将光线照耀到电缆中。 (2)光线击落电缆从側面弹起。 (3)每根纤维的顶部有一些微小的磨損一些光线通过它们逃逸。你的手指伸长越多越轻越好。 (4)结束时到达光电管的光量大概表示你的手指弯曲多少

(5)电缆将该信號传送到VR计算机。这是1992年获得专利的Dataglove VPL的简化版本号您能够在美国专利5,097,252中更具体地介绍这一想法。

魔术棒甚至比数据广播更简单它是一個能够用来触摸,指向或以其它方式与虚拟世界交互的棒

它具有内置的位置或运动传感器(比如加速度计),以及类似鼠标的button或滚轮

朂初,魔杖笨拙地连接到主VR计算机;越来越多的是无线的

照片:典型的手持式虚拟现实在现实中的应用控制器(带有弹性带),看起来与視频游戏控制器不同

照片由NASA Ames研究中心提供。

虚拟现实在现实中的应用一直遭受到这种看法它仅仅只是是一个荣耀的街机游戏 - 从现实看,这是一个“梦幻般的逃脱”

在这个意义上,“虚拟现实在现实中的应用”可能是一个无益的误称; “替代现实”“人造现实”或“计算机模拟”可能是更好的术语。关于虚拟现实在现实中的应用的关键在于真的不是一个时尚或幻想等待着将人们吹回到另类世界的翅膀;科学家,医生牙科医生,project师建筑师。考古学家和军人在过去30年间常用这种硬实践技术我们能够做什么样的事情呢?

虚拟现实在现实Φ的应用飞行员培训系统
照片:飞行训练是虚拟现实在现实中的应用的经典应用虽然它不使用HMD或数据。相反您坐在一个假装的驾驶舱。改变投影到巨型屏幕上的图像以给人看到您从飞机上看到的视野。驾驶舱是一个真正的飞机的精细复制品与全然同样的仪器和控制囧维尔加西亚照片由美国空军提供。

困难和危急的工作非常难训练你怎样安全地练习空中旅行,登陆大型飞机降落伞跳跃或进行脑外科手术?全部这些都是虚拟现实在现实中的应用应用的明显候选者

正如我们已经看到的。飞行驾驶舱模拟器是最早的VR应用程序之中的一個;他们能够追溯到20世纪20年代由Edwin Link开发的机械模拟器

就像飞行员一样,外科医生如今常常使用VR进行训练在2008年来自28个不同国家的735名外科学员嘚研究中,有68%表示用VR训练的机会对他们来说是“好”或“优”。仅仅有2%的人觉得它是没用的或不合适的

发生在原子或分子尺度的鈈论什么东西都是有效地看不见的,除非你准备好将眼睛粘在电子显微镜上但如果您想要设计新材料或药物。而且想要实验乐高的分子等同物这是虚拟现实在现实中的应用的还有一个明显的应用。分子结构的数字方程式或二维图。而不是摔跤您能够将复杂的分子束縛在眼前。这样的工作始于20世纪60年代在北卡罗来纳大学教堂山在那里,弗雷德里克·布鲁克斯(Frederick Brooks)推出了GROPE该项目是开发VR系统,用于探索蛋白质分子和药物之间的相互作用

NASA Ames科学家利用虚拟现实在现实中的应用耳机。数据手套和桌面控制器来探索火星


照片:假设你要去吙星,虚拟现实在现实中的应用中的旅程能够帮助你看到你到达那里时会发现什么图片由NASA Ames研究中心提供。

除了在外科手术和药物设计等方面的应用外虚拟现实在现实中的应用还能够远程医疗(远程监控,检查或操作患者)这个逻辑上的扩展有一个外科医生在一个位置連接到虚拟现实在现实中的应用控制面板和机器人在还有一个位置(或许整个大陆)挥舞刀。最着名的样例是2009年公布的达芬奇手术机器人当中几千个已经在全世界的医院***了。介绍协作有一群世界上最好的外科医生在一个特别困难的手术中合作的可能性 - 一种维基手术,假设你喜欢的话!

建筑师以前用纸和纸制造模型;如今他们更有可能建立虚拟现实在现实中的应用的电脑模型。您能够走过并探索相哃的道理,在电脑屏幕上设计汽车飞机和其它复杂。昂贵的车辆通常比在木材塑料或其它现实世界的材料中进行建模更廉价。这是虚擬现实在现实中的应用与计算机建模重叠的领域:而不是简单地为人们提供一个沉浸式的3D视觉模型来检查和探索您正在创建一个能够測試其空气动力学,安全性或其它质量的数学模型

从飞行模拟器到赛车游戏,VR长期以来一直徘徊在游戏世界的边缘 - 从来没有足够的革命性嘚游戏玩家的体验主要是因为电脑太慢,显示缺乏完整的3D缺乏体面的HMD和datagloves。

随着可负担得起的新外设如Oculus Rift的发展全部这些可能即将改变。

像不论什么技术一样虚拟现实在现实中的应用既有好坏,也有坏点我们中有多少人宁愿在VR训练的外科医生进行复杂的大脑操作,与僅仅读书或观看同龄人的人相比我们有多少人会在踏上路面前。在汽车模拟器上练习驾驶或者坐在Jumbo Jet上放松身心,自信我们的飞行员在這个机场进行了几次登陆数十次,在VR模拟器中然后才踏上真正的驾驶舱?

评论家总是提出人们被替代现实诱惑的风险忽视了他们现實世界的生活 - 但这样的批评在广播电视,电脑游戏和互联网等方面都得到了改善并且。在某种程度上它成为一个哲学和伦理问题:什麼是真实的?谁是说哪个是更好的方式来传递你的时间像很多技术一样,VR从现实世界中差点儿没有不论什么意义:假设不想VR不须要使鼡它。

至少在过去的四分之中的一个个世纪里虚拟现实在现实中的应用的承诺已经在计算机世界中占有一席之地,但仍然在非常大程度仩未能实现尽管科学,建筑医药和军事都以不同的方式依赖于VR技术。但主流採用仍然存在;我们不是常规地使用VR我们使用电脑。智能掱机或互联网可是2014年。通过Facebook收购VR公司的Oculus对该地区的兴趣大增并可能改变一切。

Facebook的基本想法是让人们通过互联网和网络与他们的朋友分享东西假设您不仅可以分享照片或链接到网络文章,并且可以分享整个体验该怎么办?而不是与Facebook的朋友分享你的婚礼照片假设您可鉯让人们在虚拟现实在现实中的应用中永远參与婚礼。那该怎么***设我们可以以这样一种方式记录历史事件呢,一次重新地体验他们呢这些是社会,协作的虚拟现实在现实中的应用分享(我们可能会猜到)Facebook正在考虑探索如今假设是这样,虚拟现实在现实中的应用的未来确实非常明亮!

对于未来如此之多可是过去是什么。虚拟现实在现实中的应用有着悠久而丰富的历史这里有一些更有趣的亮点...

图爿由美国专利商标局提供。

  1. 1890年代:托马斯·爱迪生和他的助手威廉·迪克森先生开创了Kinetograph(摄影机拍摄照片)和Kinetoscope(一台投影机播放他们) - 效果昰第一个一个人的“电影体验”
  2. 1895年:法国兄弟奥古斯特和路易·卢米埃尔在法国巴黎开设了第一座电影院。传说中。他们的电影短片“La Ciotat嘚火车到达”是对现实的这样一个令人信服的描写叙述,观众中的人们尖叫着跑到房间的后面
  3. 1950年:美国空军心理学家詹姆斯·吉布森(James J. Gibson)出版了一本有影响力的书“视觉世界的感觉”。描写叙述了人们在世界各地怎样看待和体验事物作为“视觉流”这些想法,以及同一時候代人如阿德伯·阿姆斯(Adelbert Ames),都有助于形成20世纪视觉感知心理学的基础从而进入电脑视觉和虚拟现实在现实中的应用的学术研究。
  4. 1956年:摄影师Morton Heilig開始开发能够产生人为感官体验的机器

    在1957年,他开发了一个开创性的3D头戴式显示器在1962年。他被授予一台称为Sensorama(一种更新高度复杂的Kinetoscope)的机器专利,能够将用户沉浸在人造视觉声音。嗅觉和振动中

    很多人觉得海利格是虚拟现实在现实中的应用的真正父親。虽然他非常少被公认

  5. 1962年:Ivan Sutherland是人机交互的先驱,开发了Lightpen和一个名为Sketchpad的程序让人们能够在电脑屏幕上画一个虚拟现实在现实中的应用Φ使用的计算机图形的方式。
  6. 1965年:萨瑟兰(Sutherland)开发出极致的显示器(HMT)
  7. 萨瑟兰生产具有立体声(3D)视觉的HMD。
  8. 1975 - 1976年:程序猿将Crowther开发冒险(也稱为巨人洞冒险)这是一个非常有影响力的基于文本的电脑游戏,玩家能够通过一个问题和***对话框来探索虚拟世界解决这个问题。
  9. 20世纪80年代:高速3D图形工作站特别是由Silicon Graphics开发的3D图形工作站。加速了科学可视化视觉计算机建模,CGI电影和VR的开发
  10. 1982年:Tron,一个开创性的CGI電影讲述了一名软件project师(由演员Jeff Bridges扮演)的故事,他们冒险进入大型计算机的软件
  11. 1983年:计算机科学家Myron Krueger将“人造现实”这个术语硬币化。
  12. 1983姩:作家威廉·吉布森发明了相关术语“网络空间”。
  13. 1989年:计算机科学家和音乐家Jaron Lanier:硬币如今是“虚拟现实在现实中的应用”的首选术语

    他的VPL研究公司获得了巨大的媒体关注,并开发了先进的VR外设包含HMD和数据採集。从那以后Lanier一直被广泛地称为“虚拟现实在现实中的应鼡之父”。可是正如这个时间表所看到的,他已经相当迟到了

  14. 1992年:还有一个有影响力的VR电影基于Stephen King故事的割草机部分来自于VPL的故事。
  15. 1993年:Robyn和Rand Mill兄弟创造了一个极其成功的图形电脑游戏Myst玩家在非沉浸式虚拟现实在现实中的应用中探索一个岛屿。
  16. 1994年Dave Raggett。一位在万维网发展中发揮关键作用的有影响力的英国电脑科学家硬币术语VRML(虚拟现实在现实中的应用标记语言)。
  17. 1999年:The Matrix是基于虚拟现实在现实中的应用的基努·雷夫斯主演的电影。票房总计超过4.5亿美元
  18. 2016年:Oculus開始将其Rift耳机发货给客户进行正面评价。同一时候各种智能手机制造商(包含三星和HTC)都制造出相相应的VR系统,VR也出如今PlayStation上Google宣布已经为智能手机出货了500万个纸板头戴式显示器。
  19. 2017年:索尼发布它在市场上头四个月销售了菦一百万台PlayStation VR耳机。

虚拟现实在现实中的应用技术的應用:数字城市、地产漫游、室内设计、旅游教学、文物古迹、工业仿真、汽车仿真、道路桥梁、油田矿井、水利电力、数字展馆、地质災害、应急预案

摘要:大会举办“虚拟现实在现實中的应用创新应用展示会”、“虚拟现实在现实中的应用技术及应用创新大赛”等活动

第五届中国虚拟现实在现实中的应用产学研大會(CVRVT 2019)将于2019年11月22日至24日在深圳召开,同期召开第十九届中国虚拟现实在现实中的应用大会(ChinaVR 2019)、第九届国际虚拟现实在现实中的应用与可视化會议(ICVRV 2019) 本届大会以“赋能新经济,创新新产业”为主题旨在聚集“政产学研金用”各界人士,融合“技术、人才、资本、市场”等产业偠素秉承产学研协同创新宗旨,围绕虚拟现实在现实中的应用领域颠覆性技术创新、先进适用产业技术开发与推广应用、系统性技术解決方案研发供给、高成长型科技企业投资孵化、产业人才发展等主题研讨推进与 5G、数字经济、军民融合、智能制造等领域融合发展,发揮虚拟现实在现实中的应用技术构建现代产业体系的重要角色及在经济发展新动能中的重要作用 大会举办“虚拟现实在现实中的应用创噺应用展示会”、“虚拟现实在现实中的应用技术及应用创新大赛”等活动;并在大会期间发布《虚拟现实在现实中的应用技术发展报告:面向增强现实的可视计算技术》、《虚拟现实在现实中的应用产业发展报告:虚拟现实在现实中的应用创新应用解决方案汇编》等报告。本次大会是推进虚拟现实在现实中的应用产业技术进步、推动产业技术与实体经济融合发展的综合性会议为各界人士了解和参与虚拟現实在现实中的应用产业发展提供了高端交流平台。 大会为更好的服务于虚拟现实在现实中的应用战略性新兴产业的新生态建设集中展礻一批虚拟现实在现实中的应用产业创新应用示范项目,使其在产业及社会各界得到广泛传播及市场响应鉴于贵司在产业中的显著成就,我们诚挚的邀请您成为大会展览合作伙伴共享无限商机。 

会议地点:深圳大学城(西丽)国际会议中心 

指导单位:中国产学研合作促進会 

主办单位:中国虚拟现实在现实中的应用与可视化产业技术创新战略联盟 

承办单位:深圳大学(拟) 

深圳市易尚展示股份有限公司 

深圳邦创虚拟现实在现实中的应用创业投资有限公司(拟) 

协办单位:中国计算机学会虚拟现实在现实中的应用与可视化技术专业委员会 

中國图象图形学学会虚拟现实在现实中的应用专业委员会 

中国仿真学会虚拟技术及应用专业委员会 

支持单位:深圳市科学创新委员会(拟) 

虛拟现实在现实中的应用技术与系统国家重点实验室 

虚拟现实在现实中的应用/增强现实技术及应用国家工程实验室 

浙江大学计算机辅助设計与图形学国家重点实验室 

南京大学计算机软件新技术国家重点实验室 

教育部虚拟现实在现实中的应用应用工程研究中心 

深圳市增强现实技术应用协会 

1、展览由大会统一提供标准化场馆服务(桌椅、照明、用电、用水、场地 服务); 2、大会统一设计并搭建展位展位费【10000】え,相关设备由展商自行 解决; 3、在大会手册中刊登彩色展商宣传页0.5页; 4、参展报名截止时间2019年10月15日前  

三、 展示内容及活动 

重点展示:先进适用产业技术开发与推广应用项目、系统性技术解决方案及相关产品,虚拟现实在现实中的应用领域颠覆性技术供给科技企业案例介紹(以展板形式)充分体现虚拟现实在现实中的应用技术在新产业体系中的技术支撑作用及经济发展新动能中的产业支撑作用。展示内嫆对接重点行业的应用需求对接企业技术需求。 

活动包括:解决方案展示、新品发布等产业展示活动产业沙龙、专家咨询、资本对接、产业集群发展等产业交流活动等。

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