11月12日，由工業(yè)和信息化部、江西省人民政府共同主辦的2022世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)在南昌開幕。在開幕演講中，圖靈獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)科學(xué)院外籍院士約瑟夫?斯發(fā)基斯發(fā)表了題為《瞬息萬變時(shí)代的創(chuàng)新》的視頻演講。約瑟夫?斯發(fā)基斯表示，人工智能、模擬技術(shù)、人機(jī)交互、通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。未來，VR/AR將在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和娛樂、工業(yè)仿真、電子商務(wù)和真實(shí)場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)這四大應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。隨著關(guān)鍵技術(shù)的深度融合，VR/AR技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更大潛力。
VR/AR是四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)融合的成果
約瑟夫?斯發(fā)基斯指出，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是兩個(gè)互補(bǔ)的概念，因此它們經(jīng)常被聯(lián)系在一起。在他看來，虛擬現(xiàn)實(shí)是一種被創(chuàng)造出的數(shù)字環(huán)境，它是完全沉浸式的，將視覺、聲音和感官結(jié)合在一起；相反，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)則是一個(gè)配備數(shù)字元件的真實(shí)世界環(huán)境，實(shí)現(xiàn)實(shí)體和數(shù)字對(duì)象之間的互動(dòng)。因此，人們使用擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)這個(gè)術(shù)語作為虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的統(tǒng)稱，這是一種真實(shí)和虛擬環(huán)境的結(jié)合。
約瑟夫?斯發(fā)基斯認(rèn)為，人工智能、模擬技術(shù)、人機(jī)交互、通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)VR/AR的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。約瑟夫?斯發(fā)基斯詳細(xì)介紹了這四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在VR/AR發(fā)揮的具體作用。其中，人工智能是利用智能系統(tǒng)的技術(shù)，可以解決計(jì)算上的難題，如VR/AR角色動(dòng)畫和自主行為再現(xiàn)。
模擬技術(shù)是通過使用計(jì)算機(jī)和動(dòng)態(tài)模型模仿物理工藝或仿生制品的行為，仿真技術(shù)如今已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于安全工程虛擬原型測(cè)試、培訓(xùn)和電子游戲中，它還可以用于構(gòu)建數(shù)字孿生，即從單個(gè)螺釘?shù)秸麄€(gè)工廠各種流程或?qū)ο蟮膶?shí)時(shí)虛擬三維副本。
人機(jī)交互則是一種可以讓人類以諸多方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的技術(shù)。例如，應(yīng)用于各種類型的界面，如圖形用戶界面或提供語音識(shí)別和合成的語音用戶界面，虛擬現(xiàn)實(shí)硬件、VR頭顯都是多模態(tài)用戶界面的具體例子。
最后一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是用于寬帶、人際通信和物體與人之間交互的通信技術(shù)，得益于當(dāng)前智能手機(jī)的廣泛使用，5G帶寬技術(shù)增強(qiáng)了VR設(shè)備的沉浸式體驗(yàn)。此外，超高速無線鏈接有望將傳感器、云計(jì)算和人工智能結(jié)合起來增強(qiáng)VR/AR系統(tǒng)的交互和控制。
VR/AR將在四大應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要作用
約瑟夫?斯發(fā)基斯認(rèn)為，VR/AR將在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和娛樂、工業(yè)仿真、電子商務(wù)和真實(shí)場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)這四大應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
約瑟夫?斯發(fā)基斯介紹說，在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和娛樂應(yīng)用中，人們使用了集成復(fù)雜硬件的2D沉浸式與3D平臺(tái)，這些硬件包括專用眼鏡或護(hù)目鏡以及可穿戴的觸覺和手勢(shì)設(shè)備。利用這些設(shè)備，教育工作者和學(xué)生將能夠使用VR技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)生活中的感官來進(jìn)行自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這樣可以避免真實(shí)操作過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)生還可以在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中與人工智能動(dòng)畫角色進(jìn)行交流，練習(xí)語言技能。借助VR/AR，教師和學(xué)生們有機(jī)會(huì)研究生活在自然棲息地的恐龍、欣賞文藝復(fù)興時(shí)期的藝術(shù)。
在工業(yè)仿真驗(yàn)證應(yīng)用中，VR/AR可以從組件庫(kù)中構(gòu)建虛擬原型來進(jìn)行仿生制品的設(shè)計(jì)驗(yàn)證,例如虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中對(duì)車輛、飛機(jī)和建筑物等原型的行為進(jìn)行測(cè)試。例如，汽車工程師通過駕駛虛擬車輛或參觀虛擬建筑來驗(yàn)證其是否符合用戶的需求，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)建虛擬模型、在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中測(cè)試、最后送到智能工廠進(jìn)行生產(chǎn)的生產(chǎn)流程。
在電子商務(wù)應(yīng)用中，VR/AR可以提供虛擬現(xiàn)實(shí)的零售和購(gòu)物體驗(yàn)。例如，VR/AR構(gòu)建的虛擬購(gòu)物平臺(tái)讓消費(fèi)者能夠在線瀏覽帶有試衣間和T臺(tái)的實(shí)體商店的效果，還可以使用模型掃描技術(shù)在虛擬世界中試穿衣物，感受它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中會(huì)呈現(xiàn)出來的樣子。
在真實(shí)場(chǎng)景復(fù)現(xiàn)的應(yīng)用中，VR/AR可以協(xié)助視覺、聽覺和物理刺激來模擬場(chǎng)景，這將使人們能夠沉浸式體驗(yàn)緊急情況或風(fēng)險(xiǎn)情況，如太空任務(wù)、滅火、環(huán)境災(zāi)難、軍事和警察訓(xùn)練，這類應(yīng)用還可以用來評(píng)估專業(yè)人員或畢業(yè)生的工作技能水平。
VR/AR是構(gòu)建元宇宙的基礎(chǔ)技術(shù)
最后，約瑟夫?斯發(fā)基斯探討了未來VR/AR的接受度和影響。他指出，VR/AR并非最新涌現(xiàn)的技術(shù)，上世紀(jì)80年代第一臺(tái)VR設(shè)備就已經(jīng)被應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，現(xiàn)在VR硬件已經(jīng)在游戲行業(yè)得到普及。
相關(guān)市場(chǎng)分析數(shù)據(jù)表明，全球VR市場(chǎng)的規(guī)模將在3年內(nèi)達(dá)到480億美元，6年內(nèi)達(dá)到690億美元。約瑟夫?斯發(fā)基斯預(yù)言：“隨著關(guān)鍵技術(shù)的深度融合，VR/AR技術(shù)將會(huì)發(fā)揮更大潛力?！彼赋鋈齻€(gè)促成VR市場(chǎng)規(guī)模急速增長(zhǎng)的因素：一是低成本VR消費(fèi)設(shè)備的出現(xiàn)，比如由手機(jī)驅(qū)動(dòng)的VR頭盔和兼容VR的電腦；二是關(guān)鍵技術(shù)的融合能力，比如足夠快的寬帶網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算能力；三是連接設(shè)備之間的可以實(shí)現(xiàn)完全沉浸式的技術(shù)，這些設(shè)備包括傳感器、攝像頭、麥克風(fēng)、智能手機(jī)、眼鏡，以及其他我們暫時(shí)無法想象的設(shè)備。
“VR/AR技術(shù)正在為元宇宙奠定基礎(chǔ),這將是一個(gè)基于VR/AR技術(shù)的超級(jí)平臺(tái)?！奔s瑟夫?斯發(fā)基斯認(rèn)為，元宇宙將把社交媒體、線上游戲和生活應(yīng)用等場(chǎng)景融合在一起，共享同一個(gè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)，元宇宙將使我們開發(fā)和應(yīng)用知識(shí)的能力倍增。
約瑟夫?斯發(fā)基斯最后指出：“人們對(duì)于元宇宙的未來尚未形成統(tǒng)一看法，但我相信，這其中所涉及的大多數(shù)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)將產(chǎn)生持久的影響，并在未來20年里得到廣泛應(yīng)用。”
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（中國(guó)電子報(bào)）：圖靈獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)科學(xué)院外籍院士約瑟夫·斯發(fā)基斯：VR/AR技術(shù)正在為元宇宙奠定基礎(chǔ)
