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《虚拟现实:万象的新开端》推荐序

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虚拟现实(virtual reality,简称VR),是利用计算机模拟产生一个三维空间的技术,为使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者可以身临其境般及时地、没有限制地观察三维空间内的事物。VR是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对使用者头、眼和手等的跟踪技术,以及触觉反馈、立体声、网络传输、语音输入与输出技术等。

几十年来,VR技术已经深入人类生活的方方面面。凭借其技术和各类设备,人们可以畅游电子游戏中光怪陆离的幻想世界,或星际遨游,或仗剑江湖;可以成为出色的全能音乐家,一个人组建一支乐队;可以体验最真实的电影场景,而不只是做一个观众;可以进入别人的梦想王国,最直接地感受别人的内心世界并和他互动。

VR不仅可以带给我们顶级的娱乐体验,还具有深远的现实意义。通过VR实现的外科手术模拟器极大地提高了医生的业务熟练度,对手术结果预测有十分重要的意义;VR在室内设计中的应用,帮助消费者在VR中体验各种可能的家居功能和改造,这本书中提到的日本厨房设计工具就是一例;VR还可以用于能源勘探,书中提及的早期可视化地理数据融合模型就已经应用于开发不同的钻井策略;城市规划中,VR的应用广泛而有效,它不仅能用于规划建筑修复,在高速公路和桥梁建设方面也有着非常广阔的应用前景;VR还能用于各类运输工具的设计开发,波音公司就是关键的“增强现实”的早期驱动者之一,而且我们所乘坐的每一辆商用车辆几乎都采用了VR原型;VR在精神病学中的应用重点在于帮助医生进入虚拟病人的身体,将抽象的精神问题转化为具体形象的神经动作;VR在军事工业中的应用谨慎而广泛,虚拟环境的构建、创伤后应激障碍军人的恢复性训练中,都不乏VR的身影……

随着VR在各个领域的应用日益广泛、深入,承载VR的相关工具也得以发展进化。贯穿这本书的VR头戴设备就是最基本也最重要的工具之一。头戴设备利用头部跟踪来改变图像的视角,体验者的视觉系统和运动感知系统之间就联系了起来,感觉更逼真。体验者不仅可以通过双目立体视觉去认识环境,而且可以通过头部的运动去观察环境。但是这种视觉主导设备中几乎不存在任何交互,从视觉主导过渡到信息时代,在VR中,一个人的眼睛越来越不重要。

VR数据手套的出现使体验者可以与虚拟世界进行交互,并对其产生影响。通过VR手套,我们可以触摸虚拟世界,用双手对虚拟世界产生真实的影响。人类用双手实现进化,虚拟世界也必须如此。但VR手套并不完美,也许最严重的问题就是手臂疲劳。此外,计算机速度不够快,跟不上手部的移动速度,因此体验者会下意识地大大减缓自己的动作,保证缓慢的传感器和计算机图形处理器能跟得上,大部分体验者都会经历时间扭曲。

当然,手不是人体唯一的输入设备,杰伦·拉尼尔一直在尝试用舌头作为输入设备。他相信人们很快就能学会控制舌头界面,实现一次控制多个连续参数。舌头的灵活性各不相同,但是大多数人的舌头都可以大幅度变形,所以它有一天可能会成为指导虚拟世界中几何设计过程的最佳方式。

不同于以上将视觉和触觉等作为输入途径的方式,数据衣能带给我们更为深刻和精准的体验。当我们在VR中编织新的身体时,我们也将延展大脑,这会是虚拟世界冒险的核心,其最深刻的意义可能在于——与身体连接的大脑的大部分觉醒。

当前我国正处于深入实施《中国制造2025》,加快建设制造强国的重要时期。VR、产品和服务既是制造业新的战略性发展方向,也是支撑制造业创新发展、模式转变的重要手段。面对快速发展的VR和应用,我国需要更加重视它对实现制造业转型升级的重要促进作用,加大政策支持力度,加速突破关键核心技术,力争在制造业与VR的融合发展进程中,形成新的竞争力和竞争优势。

国家制造强国建设战略咨询委员会