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4.虚拟现实技术:打破虚实壁垒

虚拟现实技术是元宇宙的关键技术,肩负着打破虚实壁垒的重要任务,直接关系着虚拟实境与现实宇宙能否实现无缝对接。

那么,虚拟现实技术究竟是什么呢?从技术层面来讲,虚拟现实是仿真技术的一个重要发展分支,是融合了仿真技术、多媒体技术、计算机图形学、人机接口技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合体。

实际上,虚拟现实技术的诞生要比元宇宙这一概念的产生更早。虚拟现实(Virtual Reality),也被称为VR技术,20世纪80年代初,美国VPL公司创建人拉尼尔提出了这一概念,这种由计算机生成的高技术模拟系统,最初用于美国军方的作战模拟,直到20世纪90年代才逐渐被商业领域关注并获得进一步发展。

虚拟现实技术具有四大典型特征:一是多感知性,除了视觉、听觉外,还包括触觉感知、运动感知、味觉感知、嗅觉感知等,理想的虚拟现实技术可以实现人所有感知功能的数字孪生;二是存在感,当用户处于虚拟现实的模拟环境中时,不会对模拟环境的真实程度产生任何质疑,可以达到难辨真假的程度;三是交互性,在虚拟现实技术模拟的环境中,用户对环境中物体具有可操作性,能从环境中得到反馈,且所有过程都是自然的、了无非自然痕迹的;四是自主性,即虚拟环境中的物体都是按照现实中的物理定律移动的,这种衍化或变动,是完全自主自发的,也就是说,虚拟现实模拟的环境是可以自我进化的。

总的来说,虚拟现实技术系统主要包括模拟环境、感知拟真、自然技能和传感设备四大部分。

(1)模拟环境

模拟环境,简单来说,就是由计算机生成的、3D立体的、实时动态的逼真图像。以华为的河图为例,为了增强模拟环境的真实性和沉浸感,主要从四项核心能力发力,分别是3D高精度地图、全场景空间计算、强环境/物体理解、虚实世界融合渲染。高精度的HDMAP构建能力可以自动提取周围环境的特征信息,自动构建多源多维HDMAP,使得手机准确获取周围世界的3D信息。超逼真的虚实融合渲染能力,使得河图的模拟环境更加逼真。

(2)感知拟真

理想的感知拟真应该具有一切人所具有的感知,这也是当前VR、AR设备在极力追求的理想状态。如今,一些VR、AR设备已经可以做到视觉、听觉、运动感知的仿真模拟,但在嗅觉、味觉、触觉等方面还比较欠缺,尚未达到技术成熟的发展状态。

(3)自然技能

现实宇宙中的自然人在元宇宙中进行数字孪生时,要想达到完全沉浸的效果,就必须要让孪生出的数字人在眼神、表情、头部转动等肢体动作方面与现实中的人完全相一致、相适应。自然技能,就是指处理元宇宙参与者的表情、动作等相关数据,并对参与者的输入做出完全的、无损耗的、实时响应,并反馈到元宇宙中数字孪生人的身上。

(4)传感设备

这里所说的传感设备,就是自然人与元宇宙的三维交互设备。目前,传感技术正在朝着这一方向不断发展。 F/lkU1yil0Iw2yVaKSj75noEpGF6Pyw3ZZi9gfbDiN+dazHVcsrpvIoYvz6yfhUx

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