摘 要：虚拟现实增强技术（AR）技术，在过去几十年逐步走向普通群众，成为大众普遍与增强现实有潜力成为下一个重大通用计算平台。本文分析了虚拟增强技术的特点和目前所面临的机遇与挑战，针对当前虚拟现实技术的应用进行了简单的案例论证，并对未来虚拟现实技术提供了展望，表明，虚拟现实技术正推动当今数字时代的发展，我们更应该重视起来。
关键词：虚拟现实；挑战与机遇
Abstract：Virtual augmented reality （AR） technology， made in the past few decades， ordinary people become the widespread and augmented reality has the potential to become the next major general computing platform. This paper analyses the characteristics of virtual enhancement technique and currently facing opportunities and challenges， in view of the current application of virtual reality technology has carried on the simple case reasoning， and virtual reality technology provides a prospect for the future， show that the virtual reality technology is to promote the development of today"s digital era， we should attach importance to it.
Key Words： Virtual Reality Technology； Challenges and opportunities
一、介绍
人们对于虚拟技术（virtrual Reality）本质的研究始于虚拟现实或者虚拟实在的研究，美国人加隆·拉尼尔在20世纪80年代初正式提出的Virtrual Reality的概念：它通常是指利用虚拟成像头盔（如图）、立体眼镜（如图）、数据手套等一系列传感辅助设施来实现的一种三维现实，人们通过这些设施以自然的方式（如头的转动、身体的运动等）向计算机送入各种动作信息，并且通过视觉、听觉以及触觉设施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉，随着人们动作的不同，这些感觉也随之改变。人进入到虚拟的场景中，不仅能获得逼真的感受，而且能在其中进行各种活动，如可以触摸物体，可以打开或关上虚拟的门，可以在高大的建筑楼群中穿梭，可以能到创造现实世界中做不到的或不存在的景况，例如穿越历史朝代感悟历史文化。目前，与虚拟现实相关的内容已经扩大到了与之相关的许多方面，像人工现实、遥现、虚拟环境等，都可以认为是虚拟现实的不同术语或形式。作为一项顶尖科技，虚拟现实继承了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等最新科技发展成果。虚拟现实是发展到一定水平上的计算机技术与思维科学相结合的产物，它的出现为人类认识世界开辟了一条新途径。
二、数字时代的挑战与机遇
当前，VR技术得到了群众的普遍关注，但这并不是首次。早在20世纪90年代，就已经有3D游戏上市，VR在当时也引发了类似于当前的关注度。例如，游戏方面的有virtuality的vr游戏系统和任天堂的游戏机，电影方面有《异度空间》、《时空悍将》等，书籍方面有《雪崩》和《桃色机密》。但是，当时的VR技术没有跟上速度。例如，游戏画面画质较差，价格高，时间延迟，设备计算能力不足等。最终以失败告终，因为消费者对这些产品技术并不满意，所以第一次VR热潮就此消退。
到了2014年，Facebook收购oculus后，类似的VR热潮再次袭来。在过去的两年中，一些虚拟技术的计算能力得到提高，足以用以渲染虚拟现实世界。同时，智能手机越来越被普及，虚拟技术 解决了90年代的许多局限。但VR技术未来仍需要继续完善在触觉、视觉显示、音频和追踪等方面的技术，以满足人们的情感互动需求。
三、虚拟增强现实技术的发展方向及应用研究
目前，与虚拟现实相关的内容已经扩大到了与之相关的许多方面，像人工现实、遥现、虚拟环境等，都可以认为是虚拟现实的不同术语或形式。作为一项顶尖科技，虚拟现实继承了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等最新科技发展成果。虚拟现实是发展到一定水平上的计算机技术与思维科学相结合的产物，它的出现为人类认识世界开辟了一条新途径。
1、教育
虚拟增强技术有潜力成为教育市场的标准工具，将给义务教育年纪以及大学和更高层的教育带来革命。教师可以使用VR/AR技术作为学生与教学目标进行互动方式，例如，学生可以通过与虚拟世界互动来了解太阳系或历史事件。谷歌cardboard就免费提供给教育机构。最面临挑战的就是教学的内容如何有创意的创作 。
2、游戏
VR能提供真正游戏般的训练体验，但往往会受到时间和资源的限制。例如，在指定的时间将运动员和工作人员召集到训练场。如果要进行橄榄球的进攻训练，意味着还需要其他21名球员来帮助训练，以及各种教练和医务人员。而STRIVR LABS利用多台摄像机、从多个角度摄像，制作了一整套现场实境，允许运动玩家以游戏方式获得360度的视角。STRIVR LABS使用的是实景视频，而不是动画模拟，允许运动员玩家随时随地获得真实的体验。
3、军事
美国军队数年前就开始利用VR技术进行训练，至少从2012年起，美军就开始利用专属的VR硬件和软件进行模拟训练，包括战争、战斗、和军事培训。这些模拟能以更经济的方式帮助士兵在危险情况下训练。通过战斗模拟，美国空军在2012财年至2016年财年预计节省了17亿美元的费用。虽然如此，一场完整的空军模拟也至少需要1000万美元。如果将部分模拟任务用VR硬件和软件来取代，则会进一步降低模拟成本。而且，战争模拟也只是VR技术的潜在应用领域之一。
4、医疗保健
在医疗保健市场，VR可发挥以下三个作用，1）作为一款帮助医生进行医学治疗和执行日常任务的工具。2）用于物理治疗，或治疗一些恐惧症（如恐高症）。3）虚拟拜访医生。谷歌曾与多家医院合作测试谷歌眼镜，在这些测试中，医生利用谷歌眼镜投射CT扫描和核磁共振结果，扫描条形码来获得医疗信息等。VR还可以提高消费者与移动的互动。当前，已经有医生提供视频诊断服务，而VR将强化这一体验。
四、展望与总结
通过对国内外的虚拟现实技术的应用研究，我们会发现未来将更多的以虚拟现实展示技术为主。这种新的形式反映了科学技术的创新发展，也将对多媒体艺术的发展起到重要作用。艺术来源于人的心理反应，艺术折射出人的内心感受和反应。因此不管是依靠技术还是不依靠技术，都要从“人”的角度出发，“以人为本”是设计的最基本的要求和出发点。
如何突破空间界限，进一步建构及传播知识，也就更能满足用户的情感需求。本文分析了虚拟增强技术的特点和目前所面临的机遇与挑战，针对当前虚拟现实技术的应用进行了简单的案例论证，并对未来虚拟现实技术提供了展望，表明，虚拟现实技术正推动当今数字时代的发展，我们更应该重视起来。虚拟增强技术的设计离不开日益发展的科学技术，但是科学技术地冷冰的，没有设计师的设计和应用就无法让观众产生情感共鸣。没有任何高新的科学技术都是为生活为艺术而服务的，艺术家通过发展技术美丽的眼睛来观察世界，了解世界，再造世界，让科学技术为人类服务，为人类文明的传播发挥更大的力量。
参考文献
[1]王丽敏，吴学夫.数字化与现代艺术[M].B北京：中国广播电视出版社，2006.
[2]李四达.媒介与符号—数字媒体艺术的理论探索.2012
[3]段建华.数字媒体艺术审美探索. 科技信息，2010.
作者简介：
张熔：山东烟台人，齐齐哈尔大学美术与艺术设计学院工业设计工程专业。
马本和：男，1961年生。学士学位。现任齐齐哈尔大学美术与艺术设计学院教授环境艺术设计教研室主任。
