9月8日，由江蘇省工程師學會主辦，鎂客網(wǎng)承辦的首屆江蘇虛擬現(xiàn)實發(fā)展大會在南京未來科技城盛大開幕。中國工程院院士譚建榮以及來自VR/AR行業(yè)頂級專家、知名創(chuàng)投機構(gòu)、創(chuàng)業(yè)團隊和各界媒體齊聚南京，為現(xiàn)場嘉賓帶去了一場行業(yè)狂歡。

和絕大多數(shù)虛擬現(xiàn)實大會不同，本屆大會不僅聚焦行業(yè)，就VR在各大領(lǐng)域的創(chuàng)新與落地問題進行了深入探討，還對VR的“前世今生”進行了剖析。其中，譚建榮認為，VR有一個很重要的用途，就是仿真。在VR火爆于大眾之前，它其實就是數(shù)字仿真，并由此發(fā)展到如今的圖形、圖像仿真，這是一個從虛擬仿真發(fā)展到虛實融合的過程。

虛擬仿真究竟是VR的前世還是今生？

在談?wù)撨@個問題之前，鎂客君認為有必要先為大家科普一下何為“虛擬仿真”？

20世紀40年代，伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，行業(yè)開始熱衷于新技術(shù)的試驗研究，虛擬仿真技術(shù)也就是在這段時間里得以初步發(fā)展。它其實就是模擬技術(shù)，用一個系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術(shù)。

此種虛擬世界由計算機生成，以仿真的方式創(chuàng)造出了一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界，不僅可以再現(xiàn)現(xiàn)實世界，也可以構(gòu)建想象中的世界。用戶可借助視覺、聽覺及觸覺等多種傳感通道與虛擬世界進行自然的交互。“虛擬仿真就是用非常規(guī)的手段、技術(shù)及方法將常規(guī)所難以描述的場景重現(xiàn)出來?！弊T建榮說。

從某種意義上說，虛擬仿真就是“虛擬現(xiàn)實”，它既是VR的前世，也是今生。

需求轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級急需新技術(shù)加持

如果說，大多數(shù)人眼中的虛擬現(xiàn)實是有較強娛樂性的，那么虛擬仿真與娛樂VR最大不同就在于，其服務(wù)的領(lǐng)域更為垂直，且專業(yè)性極強。這也注定了其在出現(xiàn)之初就一直為行業(yè)所需要和使用著。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和用戶需求的轉(zhuǎn)變，很多傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是工業(yè)、建造等行業(yè)的發(fā)展模式開始漸顯落后，效率無法負荷需求，產(chǎn)業(yè)升級迫在眉睫。

舉個例子，隧道挖掘方面，傳統(tǒng)的做法就是讓機器進入隧道，將里面的泥土挖出再運到隧道外面。但各地山體構(gòu)造有所不同，其內(nèi)部環(huán)境更是復雜，塌方等危險隨時存在。即便設(shè)備制造行業(yè)及管控能力有所發(fā)展，我們在這一領(lǐng)域的掌控能力也一直難有突破性進展。

而在虛擬仿真技術(shù)加入后，我們可以很好的對山體內(nèi)部構(gòu)造及隧道內(nèi)環(huán)境進行模擬，在機器進入隧道進行挖掘之前預知各種突發(fā)危險，并研究出解決方案。此外，隨著虛擬仿真系統(tǒng)的完善，不僅可以保證我們在隧道外部就可實時掌控隧道內(nèi)的情況，還能夠根據(jù)其進展及時調(diào)整施工進程。

可以看到，在復雜的工作中，虛擬仿真技術(shù)正以有效、直觀的方式改變著原本的操作形式，在促進傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級上起到了舉足輕重的作用。譚建榮表示，虛擬仿真不僅節(jié)省了人力，還讓復雜變得很簡單。

從數(shù)字仿真到圖形、圖像仿真，這是一個從虛擬仿真到虛實融合的過程

相較于強大的功用，虛擬仿真技術(shù)的研發(fā)難點更值得一提。可以說，虛擬仿真技術(shù)是與人類對自然界客觀規(guī)律的認識一起發(fā)展的。

譚建榮說表示，從數(shù)字仿真發(fā)展到圖形、圖像仿真，其實就是一個從虛擬仿真發(fā)展到虛實融合的過程。

需求多，做到難，就是當下VR行業(yè)最大的難題

可以看到，虛擬仿真技術(shù)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，其服務(wù)領(lǐng)域已經(jīng)不再過于垂直，而是可以依據(jù)不同行業(yè)的需求給出不同的解決方案了。但這其中，走過的是一條鋪滿荊棘的道路。可以說，“需求多，做到難”，就是當下VR行業(yè)最大的難題。

就當前行業(yè)發(fā)展來看，不論是時下大熱的VR+教育、VR+旅游，還是工業(yè)虛擬仿真，VR還無法完全滿足這些傳統(tǒng)行業(yè)對虛擬體驗的需求。因為想要做道真正的虛實融合，行業(yè)所要面對的不僅只是建模難題，還包括了來自如信息集成、渲染、交互等技術(shù)領(lǐng)域的各項挑戰(zhàn)。

很顯然，當前行業(yè)發(fā)展尚未與用戶的需求發(fā)展同步，諸如清晰度低、暈眩、沉浸感不強的問題也一直沒有得到解決。而更加令人著急的是，我們已經(jīng)知道問題出在哪里，卻一直找不到很好的解決辦法，這也是導致VR行業(yè)在一定時間內(nèi)爆冷的主要原因。

想要實質(zhì)性進展，行業(yè)需要先解決技術(shù)難題

“在我看來，行業(yè)需先解決技術(shù)難題，才能迎來實質(zhì)性的發(fā)展?！弊T建榮說。

僅就建模來說，過去我們常見的不外乎只有幾何建模，如模擬一個汽車的外形等。但很顯然，這種單純的外觀模擬并不能給行業(yè)帶去實質(zhì)性的幫助，甚至有時只能算作是“搭積木”。

從當前的建模效果來看，其離真實再現(xiàn)還相差甚遠，而這直接導致了體驗者無法完全沉浸感于場景之中。這其中有兩個原因：

一、大規(guī)模場景的真實感建模技術(shù)亟待加強，如模型優(yōu)化、計算機圖形圖像處理能力的提升等。

二、對復雜對象進行物理建模、行為建模的能力不足，難以全面仿真事物的物理特性，無真實性。

仍以虛擬汽車體驗為例，相較于汽車外形，用戶對于車內(nèi)部的燃料供給系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)及點火系統(tǒng)等的可視化則更為感興趣。為增強用戶體驗，行業(yè)需要將汽車的物理特性也以虛擬模型的方式表現(xiàn)出來。

因此，幾何建模發(fā)展到了物理建模，并在經(jīng)過階段性的設(shè)計性能模擬后發(fā)展到了產(chǎn)品全生命周期的模擬仿真。而數(shù)字設(shè)計、幾何數(shù)字設(shè)計、裝備設(shè)計、加工工藝設(shè)計、裝備設(shè)計、維修設(shè)計，使用設(shè)計等都包含于其中。虛實結(jié)合，在最大程度上滿足了當下行業(yè)提升用戶體驗的需求。

交互性不強，沉浸感嚴重打折

在VR頭顯出現(xiàn)之前，虛擬仿真充其量就是個3D圖像。而隨著VR頭顯在B端市場的初步普及，行業(yè)對沉浸感與交互能力的要求也越來越高。相較于簡單的3D圖像，VR頭顯里的世界顯然更為真實，至少在某種程度上，VR頭顯給虛擬仿真帶去了不一樣的沉浸式體驗。

但正如之前所說，用戶需求的發(fā)展速度總是快于行業(yè)的。隨著更多傳統(tǒng)行業(yè)，尤其是安防、醫(yī)療航空航天培訓等的加入，用戶對虛擬場景中各細節(jié)的真實度及互動的自由度有了更高的要求。

舉個例子，在虛擬鐵軌建造場景中，我們透過VR眼鏡可以看到施工現(xiàn)場，也能在戴上耳機后聽到嘈雜的施工聲，但我們無法感受到現(xiàn)場的風力，也無法在“拿起”工具時感受到它的重量。而這些，都極大的削弱了用戶體驗的沉浸感。

也因此，大規(guī)模場景快速實時渲染技術(shù)、虛擬環(huán)境力觸覺反饋交互技術(shù)、融合語音識別的自然交互技術(shù)、復雜環(huán)境三維注冊與定位技術(shù)等的研發(fā)就尤為關(guān)鍵了。虛擬環(huán)境中，我們不僅要無延時的看到、聽到，還要能摸得到、感受得到。在虛擬場景中，我們應(yīng)該是一個可以自由走動、交流的人，而不僅僅只是一個看客。

顯然，這些并不是VR某一個領(lǐng)域從業(yè)者就可以解決的難題，它涉及到了計算機圖形圖像、芯片、系統(tǒng)、語音識別、圖像識別、動作追蹤等的多個技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域。

AMD圖形事業(yè)部高級專家時昕表示，VR想要有爆發(fā)式發(fā)展，需要整個VR行業(yè)的眾技術(shù)從業(yè)者與市場緊密合作，共建完整產(chǎn)業(yè)鏈與可良性循環(huán)的生態(tài)。

總結(jié)

可以看到，傳統(tǒng)行業(yè)急需新鮮技術(shù)的加持，以促進其產(chǎn)業(yè)升級。但大多數(shù)的新技術(shù)發(fā)展周期較長，且總會經(jīng)歷初時爆發(fā)——急速冷卻——趨于理性的發(fā)展階段，VR也是如此。

所以，從虛擬仿真到真正的虛實融合，注定不會一帆風順，我們要走的是一條荊棘之路。但可以相信的是，既然虛擬仿真在數(shù)十年前就可以獲得行業(yè)認可，在當前高新技術(shù)快速發(fā)展之時，虛擬現(xiàn)實也必將以更短的時間獲得用戶認可。

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