虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大技術(shù)瓶頸

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展，各方面性能逐步完善，但仍然面臨著一些關(guān)鍵技術(shù)有待改進(jìn)和突破。主要可以概括為下列3個(gè)方面。

大范圍多目標(biāo)精確實(shí)時(shí)定位。

當(dāng)前，VR產(chǎn)品的定位主要依靠Light House來完成。Light House包括紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置。紅外發(fā)射裝置沿著水平和垂直兩個(gè)方向高速掃描特定空間，在頭盔和手柄上均布有不少于3個(gè)紅外接收器，且頭盔（手柄）上所有的紅外接收器之間的相對(duì)位置保持不變。當(dāng)紅外激光掃過頭盔或手柄上的紅外接收器時(shí)，接收器會(huì)立即響應(yīng)。根據(jù)多個(gè)紅外接收器之間的響應(yīng)時(shí)間差，不僅可以計(jì)算出頭盔（手柄）的空間位置信息還能得出姿態(tài)角度信息。

目前VR產(chǎn)品只能工作于一個(gè)獨(dú)立的空曠房間中，障礙物會(huì)阻擋紅外光的傳播。而大范圍、復(fù)雜場(chǎng)景中的定位技術(shù)仍需突破。多目標(biāo)定位對(duì)于多人同時(shí)參與的應(yīng)用場(chǎng)景至關(guān)重要。當(dāng)前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)主要為個(gè)人提供沉浸式體驗(yàn)，例如單個(gè)士兵作戰(zhàn)訓(xùn)練。當(dāng)多個(gè)士兵同時(shí)參與時(shí)，彼此希望看見隊(duì)友，從而到達(dá)一種更真實(shí)的群體作戰(zhàn)訓(xùn)練，這不僅需要對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行定位，還需要實(shí)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的數(shù)據(jù)共享。

感知的延伸。

視覺是人體最重要、最復(fù)雜、信息量最大的傳感器。人類大部分行為的執(zhí)行都需要依賴視覺，例如日常的避障、捉取、識(shí)圖等。但視覺并不是人類的唯一的感知通道。虛擬現(xiàn)實(shí)所創(chuàng)造的模擬環(huán)境不應(yīng)僅僅局限于視覺刺激，還應(yīng)包括其他的感知，例如觸覺、嗅覺等。

減輕眩暈和人眼疲勞。

目前所有在售的VR產(chǎn)品都存在導(dǎo)致佩戴者眩暈和人眼疲勞的問題。其耐受時(shí)間與VR畫面內(nèi)容有關(guān)，且因人而異，一般耐受時(shí)間為5～20min；對(duì)于畫面過度平緩的VR內(nèi)容，部分人群可以耐受數(shù)小時(shí)。

上述的技術(shù)瓶頸中，大范圍多目標(biāo)精確實(shí)時(shí)定位已經(jīng)取得了一定的突破，在成本允許的情況下，通過大面積的部署傳感器是可以解決這一問題的。感知的延伸還存在較大的技術(shù)難度，尤其是觸覺；但當(dāng)前的VR應(yīng)用對(duì)感知的延伸并沒有迫切的需求。相比之下，眩暈和人眼疲勞卻是一個(gè)到目前為止還沒有解決但又迫切需要解決的問題，是現(xiàn)階段虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)禁地。