虚拟现实和增强现实的应用与畅想.doc

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1、虚拟现实和增强现实的应用与畅想上世纪中叶，全息技术被提出，随着研究的深入和技术的日趋成熟，它被广泛运用于电影电视、监视探测、信息存储等领域。此项技术最震撼人心的应用莫过于2009年日本克里普顿未来媒体公司以虚拟歌姬“初音未来”为名义而举办的大型虚拟演唱会。具有全息图像特点的透明投影屏幕播放主唱的3D影像，从全方位给予观看者3D视觉体验。人们不禁开始思考，虚拟人物可以在现实中存在，那么我们何时能与之进行对话或思想交流，更进一步地，现实的我们是否可以体验全新的虚拟世界呢？其实多年以来，在计算机技术日益发展和成熟的推动下，越来越多的新型技术被广泛运用到电子产品上，虚拟现实和增强现

2、实两种全新技术的发展也开始起步，正在走入所有人的视线。VR，全称VirtualReality，即虚拟现实，利用计算机生成一种模拟环境，通过三维动态和实体行为，使用户完全沉浸到该环境中。现在的网络世界是完全虚拟的，用户只需通过鼠标键盘或触摸屏就可以实现人机的信息交互，只有视觉和听觉上的感知。但是在虚拟现实中，你完全不会意识到自己身处虚拟世界，因为你感受得到包括重力等各种力的存在，能通过触碰其他事物获得真实触感，还和正常人一样拥有视觉、听觉、味觉等各种感知能力，并受到现实世界物理运动定律的限制。目前有公司设计研发出类似的VR设备和虚拟世界，但是依然受到极大的限制，包括场地和功能

3、的限制。你需要穿戴多种设备，以便支持你拥有一个虚拟世界主人公的第一视角，你的动作信息被捕获后，通过计算机处理，让虚拟人物做出同样动作，但此时就受到场地的限制了：你无法跑得很远，跳得很高，因为设备体积和工作原因将对你自由活动的范围大小进行约束；同样在功能上，例如现在的虚拟世界无法基本反馈给你食物的所有信息，“色香味”三者你只能体会到色，香和味的体验很难实现，因为在没有实物的情况下，你难以获得这些信息的输入。AR，全称AugmentedReality，即增强现实，可以实时地计算摄影机影像的位置和角度，并添加相应的图像、视频和3D模型，简单来说，就是把虚拟世界添加到现实世界并且可

4、以互动。现在国内外就有一些利用了AR技术的软件和应用。例如谷歌翻译有一个实景翻译的功能，手机摄像头一旦捕捉到文字或句子，就会在屏幕上，将翻译后内容以贴片的方式贴在原文上；还有一个是SketchAR，一款简单的画图软件：在相册中找出想画的图片，软件会将其转化成素描版，之后再对着一张画纸打开摄像头，就可以把图像投影到摄像头捕捉到的画纸上，接下来你只需拿起画笔，看着屏幕，照葫芦画瓢去勾勒线条就可以完成简单作画。以上都是VR和AR目前已经具备的功能和应用，但是人类认识世界的能力是无穷的，发展也是无止境的。正是因为人们发现在微观粒子、超高速物体和天体运动等一些领域，用牛顿经典力学体系

5、已经解释不了其中的某些现象，才会有相对论和量子力学的诞生。其中有一假说，称为“量子脑动力学”，属于神经系统科学，其目的是在量子场论的理论框架内解释大脑功能。试想，如果未来在量子力学和医学两个领域对大脑功能的研究有了新的突破，甚至做到完全攻克，那么便可以从此入手，开发VR和AR设备，创造全新的世界。大脑内有无数个大大小小的神经网络和神经元，我们对现实世界的感知也必须有神经网络和神经元的参与，否则将无法形成感觉；相反地，大脑对身体下达各种动作指令也要通过神经参与。那么如果在这些信息还未到达“目的地”时，有一设备能够暂时完全切断这些联系，直接从神经束上给予或提取信息，那么人们就可

6、以做到在VR里实现沉浸式体验，突破各种现实的制约，可以在虚拟现实中体验生活。足不出户就可以亲身环游世界，与各国好友互动联系，而不局限于互发短信或音、视频聊天等。在这类服务器上实现真实世界的还原，而在其他服务器上则可以创造类似“魔兽世界”的奇幻世界，你可以与其他人共同探索。这一切的实现都只需要你使用一个简单的头戴设备，设备的信号形成的电磁场可以与大脑之间进行信息交流，从一定程度上来说做到了与脑神经束的直接连接。虚拟现实的各类信息通过设备还原到人脑，而人脑发出的动作指令又被提取到设备，转交给虚拟现实中的人物，并完成相应动作，如此循环往复。再加以拓展，在系统中再建立子系统，可以让

7、虚拟现实中的人物具备现实世界中所不具备的能力——走路和跑步，甚至上天入地下海——开启这类子系统的功能，也只需要用脑子想一下便可以调用。而在AR中，由于将图像、视频或3D模型应用到现实物体上，就不得不要求人们能够在现实世界活动，去体验现实中的虚拟景象。依然是需要设备支持，最简单的莫过于眼镜，高级点的可以是帽子、耳机等头戴设备，可以将外部世界的信号传输到人脑中的，但不会截断人脑对肢体的动作指令，简单来说，在现实世界基础上创造虚拟世界，带给人们更丰富的感知体验。在家中活动身体，就不止局限于瑜伽和跑步机了，通过AR甚至可以