【知識普及】VR(Virtual Reality,即虛擬實境)

2022-01-21 BIM研究院


VR(Virtual Reality,即虛擬實境,簡稱VR),是由美國VPL公司創建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀80年代初提出的。其具體內涵是:綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制等接口設備,在計算機上生成的、可交互的三維環境中提供沉浸感覺的技術。其中,計算機生成的、可交互的三維環境稱為虛擬環境(即Virtual Environment,簡稱VE)。虛擬實境技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統的技術。它利用計算機生成一種模擬環境,利用多源信息融合的交互式三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

VR(虛擬實境)技術可廣泛的應用於城市規劃、室內設計、工業仿真、古蹟復原、橋梁道路設計、房地產銷售、旅遊教學、水利電力、地質災害、教育培訓等眾多領域,為其提供切實可行的解決方案。

在先進位造業領域,站在大飛機發動機的3D影像面前,「可任意拆卸」這個虛擬實境的強項表現得淋漓盡致。操作人員可以把虛擬發動機的許多部件逐一拆下,再進入發動機內部。「虛擬實境」實現了跨平臺的交互式設計、虛擬展示、虛擬裝配、CAE數據可視化等功能,大幅提高設計團隊的設計效率,使研發人員能及時發現、修正設計缺陷和潛在的工藝問題,提高產品開發的製造成功率。

虛擬實境技術在教育培訓領域也大有用武之地。為真實實驗不具備或難以完成的教學功能創造條件。在涉及高危或極端的環境、不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或綜合訓練等情況時,虛擬實境技術能提供可靠、安全和經濟的實驗項目。華東理工大學的G-Magic虛擬實境實驗室,就是高校虛擬實境教學的一個範例。該實驗室擁有CAVE洞穴式虛擬實境系統,可以把大學生設計的作品投影到牆面、天花板和地面上。比如,學生設計了一間淋浴房,他能利用這套系統把它展現在實驗室裡,和真實的淋浴房一樣大小。營造出這種教學環境後,教師就能與學生更方便地交流各個環節的設計優劣,並隨時做出修改。

企業的一些培訓項目,同樣離不開虛擬實境。以石油化工為例,眾所周知,大型石油灌區集中了大量危險化學品,一旦操作不當,便可能引發火災、爆炸事故,並造成環境汙染等次生災害。因此,政府和企業對大型石油灌區的安全性和操作人員的專業性提出了很高要求。虛擬實境技術可以構建儲罐區應急救援及安全培訓系統[5]  ,它不但能向員工呈現操作流程的各種場景,引導他們學習、掌握安全操作技能,還能模擬事故發生、火光熊熊的場面,讓員工在沉浸式虛擬影像中開展救援行動。

影視

早在2015年年初的美國聖丹斯電影節上[6]  ,一部完全依靠CG製作的VR短片《LOST》就曾引來一陣熱議。同年7月,同樣是由《LOST》製作公司帶來了他們的第二部VR短片《HENRY》。與之前的《LOST》不同,這一次他們在片中設計了「交互式」場景,改變了觀眾完全被動式的體驗。就連《速度與激情》系列的導演林詣彬也在今年拍攝了一部VR短片《HELP》。由此可見,VR的春風確實已經開始刮向電影行業。

繪畫

谷歌在HTC與Valve聯合開發的VR[7]  設備HTC Vive的基礎上打造了Tilt Brush,其實就是VR版的Photoshop,通過使用HTC Vive的左右控制器來實現繪畫創作。左邊控制器在虛擬空間當中映射出一個立方體,顯示出控制面板菜單,可轉動立方體進行選擇;右邊控制器則相當於滑鼠,當光標移動到相應菜單上時會有英文提示。其畫板就是整個的三維立體空間,你可以為之設置壁紙背景,線條也可以自由設置色彩。

 

虛擬實境遊戲

目前,在SteamVR平臺上已經可以通過HTC Vive來體驗虛擬實境遊戲[9]  。Steam 的官方網頁顯示,目前支持虛擬實境的遊戲有 204 款。其中不乏《Half-Life》這種大作,並且所有推薦遊戲都支持 base station 動作捕捉系統。

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