论文:虚拟现实的技术核心与瓶颈

作者:yobo体育app官方下载发布时间:2021-06-28 08:12

本文摘要:在技术变革和资本力量的双重推展下,虚拟现实(VirtualReality)技术在近几年发展很快,可行性超过了可商业化的程度。虚拟现实和3D电影院都是通过双目视差构建三维光学,但虚拟现实获取了3D电影院所不具备的移动视差并获取了反感的沉浸于感觉。 现阶段虚拟现实技术仍面对着一系列技术难题,其中失眠和人眼疲劳特别是在显著,是虚拟现实的技术瓶颈。本文从讲解三维视觉感官开始,分析了虚拟现实导致失眠和人眼疲劳的根本原因。

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在技术变革和资本力量的双重推展下,虚拟现实(VirtualReality)技术在近几年发展很快,可行性超过了可商业化的程度。虚拟现实和3D电影院都是通过双目视差构建三维光学,但虚拟现实获取了3D电影院所不具备的移动视差并获取了反感的沉浸于感觉。  现阶段虚拟现实技术仍面对着一系列技术难题,其中失眠和人眼疲劳特别是在显著,是虚拟现实的技术瓶颈。本文从讲解三维视觉感官开始,分析了虚拟现实导致失眠和人眼疲劳的根本原因。

同时得出了解决问题这一技术瓶颈的答案——动态光场,并从光场收集和表明两方面分析了多种光场技术的优缺点。  本文最后列出了增强现实(AugmentedReality)技术的三种构建形式,并从人与人交互和通信的角度对比了虚拟现实与增强现实在未来的发展趋势。

  本文转载自《科技导报》2016年第15期。原文作者曹煊,是中国科学院自动化研究所博士研究生,美国南加州大学ICT实验室VisitingRA,研究方向为肉眼三维表明、光场的收集和表明、计算出来摄像机、虚拟现实、增强现实。原标题为《虚拟现实的技术瓶颈》,刊登时已取得作者许可。  1、虚拟现实仍然不存在  近几年,虚拟现实(VirtualReality,VR)技术发展快速增长,商业化、市场化和产品化的趋势日益显著。

然而,早在50多年前,科学家们就早已明确提出了虚拟现实的技术设想。美国计算机图形学之父IvanSutherland在1968年研发了第一个图形可视化的“虚拟现实”设备,但在当时还不叫“虚拟现实”,而是被称作“头戴表明”或“头盔表明”(Head-MountedDisplay,HMD)。就技术层面而言,现阶段的虚拟现实眼镜或者虚拟现实头盔仍可区分为HMD的范畴。

  2013年谷歌眼镜(GoogleGlass)面市,“虚拟现实”这个术语开始转入公众视野。但当时的谷歌眼镜没双目立体视觉,所以称作GoogleGlass而不是GoogleGlasses。

尽管谷歌眼镜的整体表明效果高于同一时期的手机和电脑,但其精致的光学方式引发了人们的很大注目。这背后说明了了人们对于早已延用了二十多年的传统平面显示方式的审美疲劳和对精致显示方式的反感期望。

  总体来说,现阶段虚拟现实有三大显著特点(全称为3I):  沉浸于感觉(Immersion)  交互性(Interaction)  设想性(Imagination)  视觉是人类最脆弱,捕捉信息量仅次于的“传感器”。VR眼镜阻隔了人眼接管外部视觉信息的地下通道,取而代之的是虚拟世界的视觉内容。当人眼受到来自VR眼镜的视觉性刺激时,大脑不会自动“绘制”出有虚拟世界的环境,从而使人沉浸于在了一个全新的环境中。

  比起于传统的显示方式,交互性并不是VR所特有的。电视可以利用遥控器交互,电脑可以利用鼠标键盘来输出。目前虚拟现实还没统一的输出设备,交互方式可以根据虚拟世界场景来设置,极具灵活性和多样性。

例如在士兵培训中,VR交互方式可以是一把枪;在仿真外科手术中,交互方式可以是手术刀。  人们利用VR可以以第一人称视角去探寻不得而知的环境,还包括一些人类无法抵达的环境,例如深海、外太空;甚至还包括一些人类无法抵达的或抽象化的环境,例如细胞、黑洞、一个数学模型。VR技术给了我们一个可以去遨游在任何环境中的机会。

在这样一个未曾抵达的环境中,人类的视野和想象力获得了很大的延伸。  既然虚拟现实早已不存在,但为什么直到现在才愈演愈烈呢?一方面是因为虚拟现实作为一种全新的显示方式,正好符合了人们对于信息可视化变革的期望。

另一方面也是因为技术变革和资本力量的联合驱动。


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