虚拟现实技术与增强现实技术

郭亦洁

摘 要 我们经常在科幻题材的电影或者小说中看到这样的场景：不同空间的人可以通过通讯器显示的影像，将自己置身于与通讯对象相同的场景中去，以此进行信息的传递，这种先进的手段在近年来逐渐走入人们的生活，而这依赖的就是当前科技界发展势头迅猛的虚拟现实技术与增强现实技术，其中，较为人们所熟知的是虚拟现实技术。未来这两种技术一旦发展成熟，将会对教育、医疗、建筑等行业的发展带来巨大的推进作用。

【关键词】虚拟现实技术 增强现实技术

虚拟现实技术与增强现实技术目前正处在发展的蓬勃期，科学家们对这两种技术将要在各行各业所产生的作用给予极高的预期值，但是现在这两种技术的发展处于一种“比现有形式好，但又好不到理想程度”的阶段，所以资本市场虽然都投入大量的资金进行研发，但是目前还未能到被广泛使用的程度。

1 虚拟现实技术与增强现实技术的概念

1.1 虚拟现实技术

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术，是近几年新出现的一种3D交互技术，它创建出与现实场景极其相似的三维立体环境，融合多种信息来源，使用户能够更加沉浸到环境中去。特点在于交互性强，全景浸入，以及有更真实的体验快感，这种技术目前越来越被人所熟知，逐渐被应用到生活当中来。

虚拟现实技术包含了模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是指根据设定好的参数，由计算机创建的三维立体图像。感知指的是具有人类拥有的所有感觉能力。自然技能指的是人体能够完成的所有行为。传感设备是指三维交互设备。因此虚拟现实技术是一项集合了计算机图形学、传感技术及人工智能等的人机交互技术。

1.2 增强现实技术

增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术，是虚拟现实技术的“近亲”，它是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种技术，但与虚拟现实技术不同的地方在于增强现实技术更强调我们所在的真实世界与虚拟世界信息的叠加。它能够将我们无法感受到的另一个时空的信息添加到创建的环境当中，使我们能得到超越现实的感官体验。所以增强现实技术对于虚拟现实技术能够起到辅助完善的作用，它可以与现实生活中各类信息紧密结合，实现信息快速发掘、特殊场景展示等各种应用。目前在各大院校和研究所都在积极开展增强技术研究，估计未来十年甚至几年之后，它就有可能广泛投入应用。

2 虚拟现实技术与增强现实技术的应用

2.1 虚拟现实技术

虚拟现实技术强调用户在虚拟环境中的视觉、听觉、触觉等的完全浸入，利用这一技术能模仿许多高成本及危险的真实环境。因而其主要应用在教育教学、模型可视化、军事仿真训练、工程设计、娱乐等方面。其中，虚拟现实技术应用比较普遍的一个领域是网络游戏。目前的网络游戏越来越重视玩家的体验，不再只看重游戏情节的设置，也在游戏感受方面做了巨大的工作，3D电影就是一个很好的例子。而虚拟现实技术更先进的一点是，不同于我们现在所见的二维画面，戴上虚拟现实眼镜玩家就如同进入了完全不同的世界，无论人物的形象还是道具的使用都更具有真实感，使得游戏玩家有更加逼真的游戏效果，这是在电脑屏幕之前所无法享受到的体验。而这种游戏模式在近年来也被更多的人所推崇。

除此之外，虚拟现实技术在航天及飞行领域也将起到重要的作用，虚拟现实丰富的感觉能力与3D显示环境都对宇航员和飞行员所需的模拟训练方面有着极大的帮助，可以为宇航员创造更加真实的太空训练环境，美中不足的是飞行模拟器对图像质量及刷新速度的要求是现阶段虚拟现实技术所不具备的，这也是接下来要加以改进的地方。

2.2 增强现实技术

增强现实技术并不是以虚拟环境代替现实环境，而是利用附加信息去增强使用者对现实环境的感官认识。因而它侧重于辅助教学、医疗研究与解剖训练、军事仿真训练、远程机器人控制、娱乐等应用领域。

腾讯公司曾在里约奥运会提供的“实时传递火炬”功能就是一种增强现实技术的使用。通过将虚拟的传递火炬的信息图像添加到手机功能当中，使用者用手机就能参与到火炬传递的过程当中去，让世界各地的人都能体会到传递火炬的愉悦，大大提高了人们对于奥运会的观感和参与度。

另外还有这几年颇受欢迎的拍照软件Faceu，通过在拍摄时对人脸进行实时追踪，随意的改变脸部表情形态或者添加不同的图案，来达到一种可爱或搞笑的效果，就是利用了增强现实技术对收集到的人脸信息进行改动，得到了许多年轻人的喜爱。

3 虚拟现实技术与增强现实技术需要改进的方向

虚拟现实技术与增强现实技术虽然正在一步步的完善，但目前的计算机在创建环境时，无法捕捉到现实世界的所有实体信息，所以虚拟环境与现实环境总是有差别。而将现有的算法加以完善，建立更为有效的参数，是这两种技术向前发展所必经的一个关卡。以游戏项目为例，在北京西单“VR体验馆”观众可以利用虚拟现实设备进入与现实完全不同的世界，游戏效果确实大有提升，但却不可避免地出现了视线模糊、交互卡顿等问题。同时，画面中某些物理运动定律规定的动作程度，也由于二维转三维的视角变化而变得略显怪异。

第二个问题在于，许多人如今还存在對于虚拟现实概念的过渡消费。虚拟现实技术正处于蓄力发展的阶段，目前的发展程度并不成熟，各行业对未来的预期是基于其巨大的潜能做出的判断，但并未有实质性的成果来体现，所以过度消费虚拟现实概念，会使消费者提出超出现实的要求，与行业实质发展是不相符的。

4 虚拟现实技术与增强现实技术对社会发展的意义

我们经常会感叹，当今的世界正在经历第三次科技革命--信息技术革命，虚拟现实与增强现实技术作为刚刚起步发展的新兴技术，已经显示出了极大的潜力。虚拟现实技术可以创建虚拟环境，增强现实技术则可以扩充环境信息使其更加逼真，这种新型的技术能够应用到教育、医疗、军事、航天等各种领域，一旦发展成熟，人类的生活将会发生翻天覆地的变化。

5 结束语

不论如何，虚拟现实和增强现实技术都是科技发展的产物，是两个同根同源的技术，联系紧密，又在技术细节和应用方面有诸多不同。随着产业的不断成熟，它们终将进入我们的生活，影响着人类发展的方方面面。时代在进步，如同手机广泛进入我们的生活只用了不到10年的时间，虚拟现实技术注定也会用更短的时间融入我们的生活。而我们现在要做的，是理性客观地看待各项技术的发展，不以社会舆论为基准来对它们做出过度预期。一旦虚拟现实技术全面进入我们的生活，无论娱乐、教育还是社会其他行业，都会发生翻天覆地的改革。

参考文献

[1]张伟，张春华，徐卫.增强现实技术及其应用研究[J].电脑编程技巧与维护，2012（06）：66.

[2]北京西单新一代首家“未来队长”VR体验馆开业[R].凤凰网游戏，2016.

作者单位

北京四中 北京市 100034