什么是虚拟现实?
虚拟现实(VR)是一种模拟的三维(3D)环境,它允许用户以接近现实的方式探索虚拟环境并与之互动,就像通过用户的感官感知到的那样。该环境由计算机硬件和软件创建,但用户可能还需要佩戴护目镜、耳机或紧身衣等设备才能与环境互动。
用户越能深入地沉浸在虚拟现实环境中,并屏蔽周围的物理环境,他们就越能暂停自己的信念,接受它是真实的,即使它的本质是幻想。
虚拟现实的主要类型有哪些?
VR行业要实现完全沉浸式环境的愿景还有很长的路要走,这种环境可以让用户以接近现实的方式体验多种感觉。不过,虚拟现实技术在提供逼真的感官体验方面已经取得了长足进步,并有望在多个行业中得到商业应用。
VR系统根据其用途和所使用的技术可能会有很大差异,但它们通常属于以下六种类别之一:
非沉浸式
这种类型的虚拟现实通常是指通过电脑屏幕访问的3D模拟环境。根据程序的不同,环境还可能产生声音。用户可以使用键盘、鼠标或其他设备对虚拟环境进行一些控制,但环境不会直接与用户交互。视频游戏是非沉浸式虚拟现实的一个很好的例子,让用户设计房间装饰的网站也是如此。
半沉浸式
这种类型的虚拟现实提供部分虚拟现实体验,可通过电脑屏幕或某种眼镜或耳机访问。它主要侧重于虚拟现实的视觉3D方面,并不像全沉浸式虚拟现实那样融入身体运动。半沉浸式虚拟现实的一个常见例子是飞行模拟器,航空公司和军队用它来训练飞行员。
完全沉浸式
这种沉浸式VR可提供最高级别的虚拟现实,让用户完全沉浸在模拟的3D世界中。它结合了视觉、声音,在某些情况下还包括触觉。甚至有人尝试添加嗅觉。例如,Olorama技术提供了一种数字气味合成器嗅觉设备,可用于在各种全身沉浸式环境中散发气味,例如在电影、活动和密室逃脱期间。为了获得完全沉浸式的体验,用户需要佩戴特殊设备,如头盔、护目镜或手套,与环境互动。环境还可能结合跑步机或固定自行车等设备,为用户提供在3D空间中移动的体验。完全沉浸式VR技术仍处于起步阶段,但它已在游戏行业和某种程度上的医疗保健行业取得了重要进展,并在其他行业引起了极大的兴趣。
协作式虚拟现实
这有时被称为虚拟现实的一种。在这个模型中,来自不同地方的人们聚集在一个虚拟环境中相互交流,每个人都由一个投影的3D角色代表。用户通常通过麦克风和耳机进行交流。
增强现实
AR有时也被称为虚拟现实的一种,尽管许多人认为它是一个独立但相关的领域。增强现实是将虚拟模拟与真实世界环境叠加,以增强或扩大这些环境。例如,家具零售商可能会提供一款应用,让用户将手机对准房间,并想象新椅子或桌子在那个环境中会是什么样子。
混合现实
此类别将物理世界和虚拟世界融合到一个空间中。然而,与增强现实一样,它通常被认为是一个独立但相关的领域。事实上,越来越多的人一致认为将虚拟现实、增强现实和混合现实归入“扩展现实”这一总称,这提供了一种方便的方式来引用这三种技术,同时仍然区分它们。
当今的虚拟现实技术和应用激发了多家公司和专家倡导对元宇宙的高级用途,它涵盖了各种数字现实、平台和体验,形成了一个相互连接的虚拟领域网络。
虚拟现实的特点
虚拟现实具有多种基本特性,使其成为一种沉浸式互动媒介。与传统界面不同,VR将用户置于虚拟环境中,提供真正沉浸式的体验。
虚拟现实的主要特性和特点包括:
浸没
通过让用户沉浸在看起来和感觉都很真实的计算机生成的世界中,VR力求唤起一种沉浸感。沉浸感的程度可能因VR系统的类型和内容的质量而异。通过佩戴和使用可穿戴技术互动设备(例如数据手套、运动控制器、游戏机和头戴式显示器,如Meta Quest 2),观众可以完全沉浸在虚拟世界中。
相互作用
虚拟现实是一种高度互动的体验,人们可以逼真地与各种元素互动。互动元素取决于范围、速度和映射,让用户可以操纵和控制对象、在虚拟空间中导航并参与虚拟世界中的活动。
逼真的视觉效果
VR采用高分辨率显示器和复杂的图形渲染技术,可产生生动逼真的图像。其中包括逼真的灯光和纹理、逼真的3D视觉效果和立体成像,以实现深度感知。
空间音频
空间音频技术可在虚拟环境中提供逼真的音效。通过产生与用户视觉环境相对应的音频体验,VR可增强用户的存在感和沉浸感。
多感官触觉反馈
先进的虚拟现实系统还可以包括触觉反馈,为用户提供触觉。这可能涉及力反馈、振动,甚至是全身触觉套装,让用户在虚拟环境中体验现实世界的身体感觉。
空间协作
个人或团体通过使用虚拟现实技术在共同的虚拟环境中协同工作和交流的能力被称为空间协作。无论用户身处何方,它都允许用户在虚拟环境中协作项目、交换想法并像身处同一空间一样互动。例如,Vision Pro是Apple的第一台空间计算机,它结合了混合现实和虚拟现实,创造了一种身临其境的体验,而不会完全阻挡外部世界。
完整的360度视图
大多数VR系统都提供360度球形视野,用户可以朝任何方向看,并从不同角度探索虚拟空间,就像在现实世界中一样。
自适应环境
当生成式AI与VR设置相结合时,结果将是一种响应迅速且个性化的体验,可以根据人类输入动态变化。例如,AI驱动的系统可以实时评估用户行为,使虚拟环境能够调整并响应用户的活动,从而创造真正个性化且引人入胜的体验。
虚拟现实可以怎样运用?
虚拟现实通常与游戏有关,因为该行业一直处于VR领域的前沿,Beat Saber、Minecraft VR和Skyrim VR等产品的受欢迎程度就是明证。即便如此,人们对VR在其他多个领域的潜力也越来越感兴趣,其中包括:
训练
VR可以安全、高效且经济地培训人员。它对那些处于高风险或高度专业岗位的人尤其有益,例如消防员、急救人员、警察、士兵、外科医生或其他医务人员。培训行业也开始接受VR学习带来的好处,美国银行等公司采购了10,000台头戴式耳机,沃尔玛为其100万名员工提供VR培训。
教育
VR为教育机构提供了新的教学和学习方法。它可以让学生深入了解通常无法进入的环境,同时让他们参与学习过程。例如,历史老师可以使用VR向学生展示古希腊或中国的生活。
卫生保健
VR有可能使整个医疗行业的个人受益,包括患者、从业者和研究人员。例如,VR在治疗厌食症、焦虑症或创伤后应激障碍等疾病方面显示出良好的前景。另一方面,医生在与患者解释诊断或治疗方案时可以使用VR。VR还可以使身体有障碍的人受益。
零售
VR已在零售业中取得一定进展,但该行业才刚刚起步。现在许多应用程序都允许客户虚拟试穿衣服、装饰房屋、尝试发型、测试眼镜,以及总体上对产品和服务做出更明智的决定。
房地产
VR为房地产行业带来多方面的好处。例如,建筑师可以以3D形式展示详细规划;购房者可以虚拟参观房屋;建筑工程师可以参观供暖、通风和空调系统;房主可以看到改造后的房子是什么样子。
娱乐
VR已经对游戏产生了影响,但它也有望改变电影和电视行业,为观众提供身临其境的体验。VR还可能催生虚拟旅游行业,让人们体验他们可能永远无法亲眼看到的地方。
建筑与设计
虚拟现实让建筑师和设计师能够在建筑和场所建成之前对其进行虚拟参观,并让客户能够以更身临其境和更逼真的方式看到和感受设计。例如,如果有人想给自己的家增加一个扩展部分,他们可能会在建造之前想象房间及其外观,然后实时进行修改。这为客户和建筑师节省了时间和金钱,同时也提高了项目满意度。
运动的
VR正在改变体育行业,并彻底改变人们体验体育赛事的方式。例如,球迷现在可以从体育场内的多个有利位置观看篮球、足球和其他虚拟现实比赛,仿佛身临其境。
虚拟现实最简单的形式是3D图像,可以通过PC以交互方式进行探索,通常通过操纵键盘或鼠标,使图像内容向某个方向移动或放大或缩小。更复杂的努力涉及环绕显示屏、通过可穿戴设备增强的物理房间或触觉等方法让用户感受到虚拟图像的设备。
虚拟现实的未来:它将如何发展?
虚拟现实正在迅速发展,预计各行各业都将不断取得突破。根据国际市场分析研究与咨询集团最近的一份报告,全球虚拟现实市场规模预计将在2032年达到3135亿美元。
以下是对VR未来的一些见解和预测:
VR的未来取决于其日益普及的普及程度。VR以前仅限于昂贵的专业设备,但随着价格实惠的头戴式耳机的出现以及VR功能与移动设备的集成,VR变得更加触手可及。普及程度的提高为企业、医疗保健和教育等不同行业的VR应用创造了新的可能性。这种经济实惠的体验也将使更广泛的受众能够接受这项技术。
随着对VR的需求不断增长,用户可以期待通过更接近现实生活来获得更高程度的沉浸感。VR将继续专注于通过多种感官创造超现实体验。随着触觉手套、套装和空间音频的快速普及,将气味融入深度沉浸式体验的探索将获得动力。
VR将使虚拟工作场所的沟通效果与面对面交流一样好。例如,Nvidia只需使用消费者网络摄像头和AI介导方法即可实现高保真3D视频会议。
增强现实与虚拟现实的结合有望开辟新的可能性。例如,AR眼镜很快就能在用户的视野中叠加方向、景点和相关数据,使导航更轻松、更自然。这项技术对旅游业以及帮助视力障碍者来说前景广阔。
确保安全且适合年龄的虚拟体验将成为未来全球关注的一大问题。Meta在2023年降低了Quest账户的最低年龄,让10至12岁的孩子可以获得家长管理的账户,以享受适合其年龄的VR体验。随着VR设备在年轻用户中越来越受欢迎,企业和家长将寻求对VR访问的严格控制。
无论是增强现实、虚拟现实还是混合现实,每一种沉浸式技术都有可能增强个人的数字体验。了解这三种技术之间的区别。