1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)到底是什么

如果你問身邊的人什么是VR，絕大多數(shù)的回復(fù)將是：“VR就是虛擬現(xiàn)實(shí)”。因?yàn)閂R的全稱就是Virtual Reality，那什么是虛擬現(xiàn)實(shí)呢？通俗直觀地說，虛擬現(xiàn)實(shí)就是通過各種技術(shù)在計(jì)算機(jī)中創(chuàng)建一個虛擬世界，用戶可以沉浸其中。用戶用視覺、聽覺等感覺來感知這個虛擬世界，與虛擬世界中的場景、物品，甚至是虛擬的人物進(jìn)行交互。近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)越來越活躍在人們的視線中，即使在一些不太發(fā)達(dá)的地區(qū)都可以看到“VR體驗(yàn)館”的身影，如圖1-1所示。淘寶、京東等各大電商平臺上也經(jīng)常有VR眼鏡、VR頭盔的商品宣傳和銷售，如圖1-2所示。2018年年初，電影《頭號玩家》描繪了未來的虛擬現(xiàn)實(shí)世界，更是在全球掀起了一陣VR熱潮，如圖1-3所示。

圖1-1 VR體驗(yàn)館

圖1-2 京東HTC-Vive銷售信息

圖1-3 《頭號玩家》海報

但是，上面提到的這些都是狹義的虛擬現(xiàn)實(shí)，而廣義上的虛擬現(xiàn)實(shí)除了狹義的VR以外，還包括AR（Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，如圖1-4所示）和MR（Mixed Reality，混合現(xiàn)實(shí)，如圖1-5所示），三者合稱“泛虛擬現(xiàn)實(shí)”。因此，有時也把泛虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)稱為3R產(chǎn)業(yè)。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，通過將虛擬信息構(gòu)建、疊加，再融合于現(xiàn)實(shí)環(huán)境或虛擬空間，從而形成交互式場景的綜合計(jì)算平臺，這便是“泛虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”的核心。具體來說，就是建立一個包含實(shí)時信息、三維靜態(tài)圖像或者運(yùn)動物體的完全仿真的虛擬空間，虛擬空間的一切元素按照一定的規(guī)則與用戶進(jìn)行交互。而VR、AR、MR三個細(xì)分領(lǐng)域的差異，就體現(xiàn)在虛擬信息和真實(shí)世界的交互方式上。這個虛擬空間既可獨(dú)立于真實(shí)世界之外（使用VR技術(shù)），也可疊加在真實(shí)世界之上（使用AR技術(shù)），甚至與真實(shí)世界融為一體（使用MR技術(shù)）。

圖1-4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

圖1-5 混合現(xiàn)實(shí)

本書所說的VR一般指的是狹義的VR技術(shù)，但是AR與MR兩個領(lǐng)域也各有其獨(dú)特魅力。如果說VR是“虛擬實(shí)境”，那么AR可稱作“實(shí)擬虛境”。通過對攝影機(jī)影像的位置及角度精算，加以圖像分析技術(shù)，屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實(shí)世界場景進(jìn)行結(jié)合、互動。蘋果公司在2017年的WWDC（Worldwide Developers Conference，全球開發(fā)者大會）推出ARKit，催生了一波AR熱潮。隨著隨身電子產(chǎn)品運(yùn)算能力的提升，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這種產(chǎn)生于1990年的技術(shù)定將被廣泛運(yùn)用，大放異彩。

而混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能結(jié)合真實(shí)和虛擬世界，創(chuàng)造新的環(huán)境，能讓物理實(shí)體和數(shù)字對象共存，實(shí)時相互作用，從而將現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)虛擬和虛擬現(xiàn)實(shí)混合在一起。雖然MR的提出時間晚于VR和AR，市場普及度也遠(yuǎn)低于VR和AR。但有學(xué)者指出，MR未來將是三者中最容易在市場中普及的。在國內(nèi)，貴州頤愛科技有限公司下屬的頤愛混合現(xiàn)實(shí)拍攝實(shí)驗(yàn)室在混合現(xiàn)實(shí)方面有所研究，所開發(fā)的基于HTC-Vive的混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能讓非VR用戶在二維平面上以“第三視角”同時看到虛擬世界和VR設(shè)備佩戴者。這一系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)一些中小學(xué)有了實(shí)際部署。