各位朋友大家好，今天這篇文章是接著「從零開始學(xué)VR」第一節(jié)?序講起，馬上就要正式進(jìn)入到VR世界了，是否有點(diǎn)小激動呢？

也許正在閱讀的你，已從很多渠道聽說過虛擬現(xiàn)實(shí)，只是每個渠道看到或聽到的信息都不太一致，結(jié)果了解越多反而可能更容易陷入混淆，又或者你只是覺得VR很熱門，想要進(jìn)入這個行業(yè)，但是對VR具體技術(shù)和歷史完全不懂，也不知道是否會入錯行。沒關(guān)系，我們一起去探討上面的問題。

希望以上幾個問題的解答，能為你稍微撥開一點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)的迷霧。

01 虛擬現(xiàn)實(shí)的起點(diǎn)，給定一個完整定義

我們先看看百度百科對虛擬現(xiàn)實(shí)的定義：

“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中?！?/blockquote>

大家能理解上面這段話的意思么？這個定義講得有點(diǎn)繞口，但是把虛擬仿真的基本特點(diǎn)都囊括進(jìn)來了。

我們翻譯過來講，虛擬現(xiàn)實(shí)就是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視聽觸嗅味一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用，相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。

更通俗點(diǎn)講，實(shí)際上我們可以把虛擬現(xiàn)實(shí)看成是一種新型的具有人機(jī)交互特征的人機(jī)界面，在這個虛擬環(huán)境中，參與者看到的是全要素（空間、距離、彩色、角度、移動等等）景象，聽到的是虛擬環(huán)境立體環(huán)繞音響，感受虛擬環(huán)境給人的反作用力，模擬揮發(fā)性物質(zhì)的分子作用于嗅覺器官，作用于味覺器官（舌）產(chǎn)生甜、酸、咸、苦等不同的反應(yīng)。

通過模擬人類的基本五覺，從而讓參與者以真實(shí)世界（自然的）方式來感受計(jì)算機(jī)生成的虛擬世界，最終欺騙大腦，使其認(rèn)為當(dāng)前的虛擬世界具有和相應(yīng)真實(shí)世界一樣的感覺。

所以，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)虛擬世界和真實(shí)世界完美融合，促使你分不清世界是真實(shí)還是計(jì)算機(jī)模擬的虛擬世界。

以此來看，所有能夠促進(jìn)這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和手段，都可以歸納到虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)范疇中，所以你會發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能并沒有明顯的邊界，它是一個跨學(xué)科的融合技術(shù)。

02 虛擬現(xiàn)實(shí)三大特性

虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)際上是一種理想的人機(jī)界面形式，相對傳統(tǒng)pc人機(jī)接口有三大特性，通過對三大特征的把握，我們可以抓住虛擬現(xiàn)實(shí)的核心要素。

• 沉浸感

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類五覺的生理心理特點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)模擬逼真的三維立體圖像，通過輸入輸出（數(shù)字手套、頭盔等）交互設(shè)備，讓體驗(yàn)者置身于虛擬環(huán)境中，并成為虛擬環(huán)境中的一部分，體驗(yàn)者與虛擬環(huán)境各種事物相互作用，跟現(xiàn)實(shí)世界的交互一樣。使得體驗(yàn)者感覺虛擬環(huán)境中一切都非常逼真，有身臨其境的感覺。

這就是所謂的沉浸感，是虛擬現(xiàn)實(shí)追求的終極目標(biāo)，其他兩個特性是為了實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)。

• 交互性

通過頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感器設(shè)備，計(jì)算機(jī)可以根據(jù)體驗(yàn)者的頭、眼、手、語言及身體動作，來調(diào)整系統(tǒng)呈現(xiàn)的圖像及聲音，體驗(yàn)者如同在實(shí)際現(xiàn)實(shí)環(huán)境中一樣與虛擬環(huán)境中的人物、事物發(fā)生交互關(guān)系。

• 構(gòu)想性

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中有人類五覺的傳感及反應(yīng)裝置，可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維，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(rèn)識，從而使用戶深化概念和萌發(fā)新的聯(lián)想。構(gòu)想性強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的想像空間，可拓寬人類認(rèn)知范圍，不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)造客觀世界不存在甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。

03 虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展史

實(shí)際上虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷史遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出大多數(shù)人的想象，早在60多年前，虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)開始萌芽，發(fā)展到現(xiàn)在至少經(jīng)歷了四個階段：

第一階段

我們叫技術(shù)準(zhǔn)備階段或初級探索階段。

此時(shí)還沒有虛擬現(xiàn)實(shí)這個概念，虛擬現(xiàn)實(shí)各個子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)尚處在構(gòu)想和概念階段，極少部分走到了非常早期的原始原型階段。

據(jù)悉最早在1956年，美國的MortonHeileg就開發(fā)了一個名為Sensorama的摩托車仿真器，其具有三維顯示及立體聲效果，能產(chǎn)生振動和風(fēng)吹的感覺，擁有最基礎(chǔ)的虛擬仿真雛形。

1965年，Surherland發(fā)表了論文《終極的顯示》，文中首次提出具有交互圖形顯示、力反饋設(shè)備及聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概念，這是虛擬現(xiàn)實(shí)思想的萌芽。從此之后，人們才正式開始對虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行探索和研究。

1968年，美國計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父Ivan Sutherlan開發(fā)了一個計(jì)算機(jī)圖形驅(qū)動的頭盔顯示器及頭部位置跟蹤系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，體驗(yàn)者可以看到三維物體的線框圖，確定三維物體空間位置，并通過頭部運(yùn)動從不同視角觀察三維環(huán)境中的線框圖。

這在當(dāng)時(shí)是非常了不起的成就，目前很大部分HMD的最基本原理都來源于此，可以說Ivan Sutherlan的技術(shù)開創(chuàng)了現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的先河。

第二階段

我稱之為概念提出及基礎(chǔ)應(yīng)用階段。

20世界80年代初期美國的Jaron Lanier正式提出了“Virtual Reality”一詞，這是虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展的關(guān)鍵一步，相當(dāng)于把前面三十年的研究作了一個總結(jié)。

爾后，美國宇航局（NASA）及國防部組織了諸多頂級實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)的研究和攻關(guān)，在這一時(shí)期取得了令人矚目的成果。

美國宇航局（NASA）Ames實(shí)驗(yàn)中心在1985年完成了VIEW系統(tǒng)雛形，系統(tǒng)可以讓參與者產(chǎn)生“真實(shí)體驗(yàn)”的效果，并在隨后的研發(fā)中相繼裝備了數(shù)據(jù)手套、頭部跟蹤器等硬件設(shè)備，并提供語音、手勢等交互手段，現(xiàn)今虛擬現(xiàn)實(shí)的絕大部分硬件體系依然是從這三十多年前的體系中發(fā)展而來。

第三階段

這是虛擬現(xiàn)實(shí)開始從純研究轉(zhuǎn)向應(yīng)用的階段。

20世界90年代，計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和軟件系統(tǒng)同步得到極大發(fā)展，摩爾定律造就了高性能芯片的快速更新，而微軟在1995年正式發(fā)布windows系統(tǒng)，這一全新的視窗系統(tǒng)一經(jīng)面世，大大降低了計(jì)算機(jī)的使用難度，普通消費(fèi)者也可以方便快捷的使用計(jì)算機(jī)了。

隨后各種人機(jī)交互手段不斷被開發(fā)出來，各種輸入輸出設(shè)備逐漸進(jìn)入市場，所有這一切都為虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

也是在這一時(shí)期，虛擬現(xiàn)實(shí)開始走出實(shí)驗(yàn)室，相繼和具體的行業(yè)結(jié)合，比如跟軍事、航天、建筑、醫(yī)療、教育等行業(yè)進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而解決行業(yè)中某些特定的實(shí)際問題。

軍事上，飛行模擬器，通過模擬飛機(jī)的飛行狀態(tài)來培養(yǎng)各類飛行員操作飛機(jī)的能力，解決飛行員培養(yǎng)成本高、危險(xiǎn)大、教練機(jī)少等一系列問題。

這一階段的應(yīng)用范圍雖然在逐步擴(kuò)展，但因其設(shè)備比較大型，系統(tǒng)價(jià)格昂貴，操作相對復(fù)雜，主要還是在大型企業(yè)和跨國集團(tuán)中應(yīng)用，還屬于在深閨大院中由少部分組織掌握和使用。

第四階段

虛擬現(xiàn)實(shí)全面應(yīng)用階段，設(shè)備的價(jià)格普通消費(fèi)者也可以承受。

這一階段的劃分得益于Oculus成功推出消費(fèi)級HMD設(shè)備。實(shí)際上，早在2012年Oculus 就通過眾籌網(wǎng)站KickStarter募資160萬美元，2014年被Facebook以20億的天價(jià)收購，則徹底引爆了虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)，從這一刻起，部分普通消費(fèi)者才有機(jī)會一覽虛擬現(xiàn)實(shí)的真顏。

此后，各大、小公司相繼發(fā)布了消費(fèi)級虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，htc&valve聯(lián)合發(fā)布了vive高端HMD頭顯，索尼發(fā)布了PS VR，谷歌發(fā)布了手機(jī)盒子及升級的daydream手機(jī)盒子，三星發(fā)布了Gear VR，暴風(fēng)影音推出暴風(fēng)魔鏡，樂相科技推出deepoon E2及M2，甚至聯(lián)想還和蟻視共同推出了樂檬蟻視VR眼鏡。

可以說，自2014年以來虛擬現(xiàn)實(shí)真正開始走入尋常消費(fèi)者身邊，虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用場景也進(jìn)一步得到擴(kuò)展。

通過以上的講解，我相信你已經(jīng)對虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)有一個整體的認(rèn)知，下次如果有人再講虛擬現(xiàn)實(shí)你一定能否明辨對錯，而且這么有歷史積累的技術(shù)，這么廣闊的應(yīng)用范圍，你也一定能自行判斷其前景好壞。

現(xiàn)在唯一的問題是，虛擬現(xiàn)實(shí)范疇這么大，如果要入行應(yīng)該從哪個方面入手呢？下節(jié)我將為大家詳細(xì)講解虛擬現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)，相信可以幫你解決困惑。

感謝閱讀，歡迎點(diǎn)擊咨詢。此次寫作目的是希望為讀者詳細(xì)系統(tǒng)講解虛擬現(xiàn)實(shí)一些基礎(chǔ)技術(shù)，但我本身不是寫作出身，文章中難免會有疏忽或交代不清晰的地方，歡迎在評論區(qū)留言與我交流，共同進(jìn)步，謝謝！