虚拟现实技术的技术核心与基础 虚拟现实( virtual reality,缩写为vR),也称虚拟环境,是利用电脑模拟产 生一个三维空间的虚拟世界,提供用户关于视觉等感官的模拟,让用户感觉仿佛 身历其境,可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。用户进行位置移动时, 电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的三维世界视频传回产生临场感。该技术 集成了计算机图形、计算机仿真、人工智能、感应、显示及网络并行处理等技术 的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统 简言之,虚拟现实就是用计算机与网络技术创造一个仿真世界。虚拟现实技 术并不是一项单一的技术,而是多种技术综合后产生的。其核心的关键技术主要 有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时 维图形生成技术、系统集成技术等五大项。这五大项都可以属于计算机技术的一 部分,因此,计算机技术就是虚拟现实技术的核心技术基础。 其中,动态环境建模技术是虚拟现实比较核心的技术,它的目的是获取实际 环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境 模型。但是,在不需要进行建模而是依赖现实图像的虚拟现实传播中不需要运用 到这一项技术。 立体显示和传感器技术则是一项较为普遍的技术。虚拟现实的交互能力依赖 于立体显示和传感器技术。现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要,虚拟现 实设备的跟踪精度和跟踪范围有待提髙。同时,显示效果对虚拟现实的真实感、 沉浸感,都需要通过高的清晰度来实现。 系统开发工具应用技术是虚拟现实传播进一步发展的保证。虚拟现实技术应 用的关键是寻找合适的场合和对象,即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应 用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达 到这一目的,必须研究虚拟现实的开发工具。例如,虚拟现实系统开发平台、分 布式虚拟现实技术等。 实时三维图像生成技术是虚拟现实传播时效性的具体保证。目前,三维图形 技术已经较为成熟,其关键是如何实现“实时”三维效果的生成。为了达到实时 的目的,至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒,最好是高于30桢/秒。在不 降低图形的质量和复杂度的前提下,如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。 系统集成技术是虚拟现实传播必不可少的一项技术。集成技术包括信息的同 步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等等。 由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术也起着至关重 要的作用。 虚拟现实系统主要由检测模块、反馈模、传感器模玦、控制模块、建模模 块构成。检测模块,检测用户的操作命令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。 反馈模块,接受来自传感器模块信息,为用户提供实时反馈。传感器模块,一方 面接受来自用户的操作命令,并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的 结果以各种反馈的形式提供给用户。控制模块则是对传感器进行控制,使其对用 户、虚拟环境和现实世界产生作用。建模模块,获取现实世界组成部分的三维表 示,并由此构成对应的虚拟环境。在这五个模块的协调作用下,最终实现对现实 的虚拟与信息传播
一． 虚拟现实技术的技术核心与基础 虚拟现实（virtual reality，缩写为 VR），也称虚拟环境，是利用电脑模拟产 生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，让用户感觉仿佛 身历其境，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。用户进行位置移动时， 电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界视频传回产生临场感。该技术 集成了计算机图形、计算机仿真、人工智能、感应、显示及网络并行处理等技术 的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。 简言之，虚拟现实就是用计算机与网络技术创造一个仿真世界。虚拟现实技 术并不是一项单一的技术，而是多种技术综合后产生的。其核心的关键技术主要 有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具应用技术、实时三 维图形生成技术、系统集成技术等五大项。这五大项都可以属于计算机技术的一 部分，因此，计算机技术就是虚拟现实技术的核心技术基础。 其中，动态环境建模技术是虚拟现实比较核心的技术，它的目的是获取实际 环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境 模型。但是，在不需要进行建模而是依赖现实图像的虚拟现实传播中不需要运用 到这一项技术。 立体显示和传感器技术则是一项较为普遍的技术。虚拟现实的交互能力依赖 于立体显示和传感器技术。现有的虚拟现实还远远不能满足系统的需要，虚拟现 实设备的跟踪精度和跟踪范围有待提高。同时，显示效果对虚拟现实的真实感、 沉浸感，都需要通过高的清晰度来实现。 系统开发工具应用技术是虚拟现实传播进一步发展的保证。虚拟现实技术应 用的关键是寻找合适的场合和对象，即如何发挥想象力和创造力。选择适当的应 用对象可以大幅度地提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。为了达 到这一目的，必须研究虚拟现实的开发工具。例如，虚拟现实系统开发平台、分 布式虚拟现实技术等。 实时三维图像生成技术是虚拟现实传播时效性的具体保证。目前，三维图形 技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”三维效果的生成。为了达到实时 的目的，至少要保证图形的刷新率不低于 15 桢/秒，最好是高于 30 桢/秒。在不 降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。 系统集成技术是虚拟现实传播必不可少的一项技术。集成技术包括信息的同 步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等等。 由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术也起着至关重 要的作用。 虚拟现实系统主要由检测模块、反馈模块、传感器模块、控制模块、建模模 块构成。检测模块，检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用于虚拟环境。 反馈模块，接受来自传感器模块信息，为用户提供实时反馈。传感器模块，一方 面接受来自用户的操作命令，并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作后产生的 结果以各种反馈的形式提供给用户。控制模块则是对传感器进行控制，使其对用 户、虚拟环境和现实世界产生作用。建模模块，获取现实世界组成部分的三维表 示，并由此构成对应的虚拟环境。在这五个模块的协调作用下，最终实现对现实 的虚拟与信息传播
二.虚拟现实传播的传播特点 虚拟现实技术是一种传播方式。虚拟现实技术具有两个层面的含义,它既是 改造自然利用自然的一项科学技术,同时也是一种媒介技术。从传播学的角度来 看,我们重点强调其第二个层面的含义:即作为一种媒介技术与传播方式的虚拟 现实技术 虚拟现实传递着信息,承载着人与机器、人与人之间的信息交流,虚拟现实 无疑是一种传播媒介。利用虚拟现实技术进行传播,无疑是一种新的传播方式 虚拟现实技术作为媒介技术与信息技术的融合,本质上说是一种新的传播方式和 交流工具。虚拟现实技术构造了真正意义上的第二自然交流时空,产生了新的传 播交流方式一一虚拟现实传播。 而虚拟现实传播具有几个重要的传播特点,被称为“3特性。即交互性 ( interactivity)、沉浸感( illusion of immersion)与构想性( imagination)。 交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备,用人类的自然技能实 现对模拟环境的考察与操作的程度。在虚拟现实传播中,受众可以轻易方便地通 过专门的输入设备和输出设备与信源进行互动。 沉浸感则是虚拟现实最主要的技术特征。它是指参与者在纯自然的状态下 借助交互设备和自身的感知系统,对虚拟环境的投入程度。由于虚拟现实技术提 供的视觉、听觉、触觉等角度上的沉浸性虚拟环境,受众往往在接受过程中深深 沉浸其中。 构想性是指通过虚拟现实技术使抽象概念具象化的程度。虚拟现实技术具有 广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,在传播的过程中不仅可再现真实存在 的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 在韦斯特利-麦克莱恩模式下考察虚拟现实传播,会发现虚拟现实传播呈现 出了其独特的特征。在虚拟现实传播中,能借助虚拟现实技术传播的图像、声音 等构成了被传播的对象,即该模式中的x。A在该模式中可以解释为虚拟现实技 术所要传递的信息与图像。而C在该模式中作为把关人的角色,可以解释为虚拟 传播技术的输出端。由于一切来源于A的信息都要经过这一终端的加工,随后成 为虚拟现实信息并传递给受众B。x在这一过程中被数次处理,而受众B也传递 与反馈信息给初期信源 如果运用拉斯韦尔的模式,虚拟现实传播也可以被很方便地解释。WHO在 这里指的可以是虚拟现实传播的新闻现场中的讲述者,也可以是虚拟现实的传播 端本身,而其传递的内容就构成了拉斯韦尔模式中的第二个方面。这种传递通过 的渠道自然是虚拟现实技术,而该传播方式最大的特点应在与对受众产生的效果。 接受者在这一过程中获得了沉浸式的体验,并对接收到的信息进行了构想,最终 使得受众产生一种反应,并可以回馈给虚拟现实终端。 三.虚拟现实传播可考察问题的几个方向 (1)虚拟现实技术传播成本问题 举个例子,比如R游戏。目前,虚拟现实在好多方面都还表现的并 不尽如人意,甚至存在一些危险,例如ⅤR晕动症或者因戴着VR眼镜看 不到路而摔倒。当然,除了造成身体上的不适之外,成本及售价过高也是
二． 虚拟现实传播的传播特点 虚拟现实技术是一种传播方式。虚拟现实技术具有两个层面的含义，它既是 改造自然利用自然的一项科学技术，同时也是一种媒介技术。从传播学的角度来 看，我们重点强调其第二个层面的含义:即作为一种媒介技术与传播方式的虚拟 现实技术。 虚拟现实传递着信息，承载着人与机器、人与人之间的信息交流，虚拟现实 无疑是一种传播媒介。利用虚拟现实技术进行传播，无疑是一种新的传播方式。 虚拟现实技术作为媒介技术与信息技术的融合，本质上说是一种新的传播方式和 交流工具。虚拟现实技术构造了真正意义上的第二自然交流时空，产生了新的传 播交流方式——虚拟现实传播。 而虚拟现实传播具有几个重要的传播特点，被称为“3I”特性。即交互性 （interactivity）、沉浸感（illusion of immersion）与构想性（imagination）。 交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能实 现对模拟环境的考察与操作的程度。在虚拟现实传播中，受众可以轻易方便地通 过专门的输入设备和输出设备与信源进行互动。 沉浸感则是虚拟现实最主要的技术特征。它是指参与者在纯自然的状态下， 借助交互设备和自身的感知系统，对虚拟环境的投入程度。由于虚拟现实技术提 供的视觉、听觉、触觉等角度上的沉浸性虚拟环境，受众往往在接受过程中深深 沉浸其中。 构想性是指通过虚拟现实技术使抽象概念具象化的程度。虚拟现实技术具有 广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，在传播的过程中不仅可再现真实存在 的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 在韦斯特利-麦克莱恩模式下考察虚拟现实传播，会发现虚拟现实传播呈现 出了其独特的特征。在虚拟现实传播中，能借助虚拟现实技术传播的图像、声音 等构成了被传播的对象，即该模式中的 x。A 在该模式中可以解释为虚拟现实技 术所要传递的信息与图像。而 C 在该模式中作为把关人的角色，可以解释为虚拟 传播技术的输出端。由于一切来源于 A 的信息都要经过这一终端的加工，随后成 为虚拟现实信息并传递给受众 B。x 在这一过程中被数次处理，而受众 B 也传递 与反馈信息给初期信源 A。 如果运用拉斯韦尔的模式，虚拟现实传播也可以被很方便地解释。WHO 在 这里指的可以是虚拟现实传播的新闻现场中的讲述者，也可以是虚拟现实的传播 端本身，而其传递的内容就构成了拉斯韦尔模式中的第二个方面。这种传递通过 的渠道自然是虚拟现实技术，而该传播方式最大的特点应在与对受众产生的效果。 接受者在这一过程中获得了沉浸式的体验，并对接收到的信息进行了构想，最终 使得受众产生一种反应，并可以回馈给虚拟现实终端。 三． 虚拟现实传播可考察问题的几个方向 (1) 虚拟现实技术传播成本问题 举个例子，比如 VR 游戏。目前，虚拟现实在好多方面都还表现的并 不尽如人意，甚至存在一些危险，例如 VR 晕动症或者因戴着 VR 眼镜看 不到路而摔倒。当然，除了造成身体上的不适之外，成本及售价过高也是
阻碍其普及的重要原因之一。试想一下:在支付数百美元购买 Oculus rift 或者 HTC VIve之后,你正准备将它连接到自己在去年甚至是两个月前刚买 的电脑上,可是这个ⅤR眼镜在“瞟了一眼”你的电脑之后却发出了嘲笑 的声音,因为这台电脑根本就“配不上它”。面对这样的情况,唯一的解 决办法就是买一台配置很高、能够使它正常运行的电脑,可是这样的电脑 也都拥有着很髙的价格。关于R头显,你要记住的第一件事情就是需要 台高配置的台式电脑。因为除了少数极其昂贵的笔记本电脑之外,即使 是一款最新的电脑本,也没有足够强大的显卡来支撑VR的运行。要使用 Oculus rift和 HTCVive,最低配置也需要 Intel Core is5-4590处理器以及 Nvidia geforce gtx970/AMDR9290当然,这只是最低要求。那么一台高 配置的电脑大概需要多少钱呢?目前看来,想要获得一台基础款的ⅤR适 配电脑,大约需要999美元,而且这也只是最低花销,是起点而非终点 由此ⅤR成本对其传播的影响可见一斑 (2)虚拟现实技术的交互性传播效果的影响 交互的更新可以带来我们从WEB上对系统和网络业务的重构,绕过 对原有内容和平台的劣势,实现弯道超车。通过vR构建的视觉奇观,未 来的交互系统的升级可以带来真正的感受器官来共同推动整个社会前进 从这个几个层面上建立的交互设备,必然是复合和复杂的。这种设备的意 义是将虚拟世界更加真实的提供给使用者,让使用者在虚拟世界中更好的 创造和协作。在虚拟世界里面获得地域的解放,将人从物理位置的禁锢中 解放出来,这是虚拟世界对传统社交关系的第一层解放。同时提供虚拟世 界和互联网的整合,用技术手段廉价的实现人的创造能力,这是第二层解 放。人类作为现实世界的成员在虚拟世界将获得从未有过的社会组织关系, 甚至重新通过网络定义公共关系,让人类在权利对资源的分配上高效平等 这是第三重解放。最后,VR作为现实世界的重要组成部分,必然将作为 人的延伸重新将人带回到现实世界,帮助人更好的利用自然。这样ⅤR才 实现了作为技术的革新对了产业的革新,通过产业的革新带动社会的革新。 (3)虚拟现实可能对人类社会所产生的异化等影响 众所周知,我们感觉世界主要有几种途径:视觉、听觉、嗅觉和触觉。 实际上只要屏蔽或者接管这三种感觉,就可以对于人类造成所谓“缸中之 脑”的假象,这又回到了我们之前文中所探讨的问题。这些感觉代表了我 们对世界的全部认识。我们现在不妨脑洞大开的探讨下,我们假设一个这 样的ⅤR设备:他分辨率极髙,能满足人类视觉要求。他髙保真耳机已 经到我们无法分辨是不是耳机。他自带电极,能够通过微量的放电刺激神 经模拟我们感受、气味。这样的设备配合高速网络和诸多互联网服务,我 们就可以虚拟出来一个几乎是为所欲为的共产主义社会物资的极大丰富 资讯高度发达,人类所需求的一切几乎都能触手可得!简直是美好的乌托 邦。关于完美社会的幻想,人类从未停止。那么问题来了:如果是这样 人类能在虚拟世界得到更多相同的体验,他们为什么还要在现实社会努力 呢?会不会人类就满足于一个这样的完美世界而停滞了在现实社会的发 展?vR是蜜糖也是毒药
阻碍其普及的重要原因之一。试想一下：在支付数百美元购买 Oculus Rift 或者 HTC Vive 之后，你正准备将它连接到自己在去年甚至是两个月前刚买 的电脑上，可是这个 VR 眼镜在“瞟了一眼”你的电脑之后却发出了嘲笑 的声音，因为这台电脑根本就“配不上它”。面对这样的情况，唯一的解 决办法就是买一台配置很高、能够使它正常运行的电脑，可是这样的电脑 也都拥有着很高的价格。关于 VR 头显，你要记住的第一件事情就是需要 一台高配置的台式电脑。因为除了少数极其昂贵的笔记本电脑之外，即使 是一款最新的电脑本，也没有足够强大的显卡来支撑 VR 的运行。要使用 Oculus Rift 和 HTCVive，最低配置也需要 Intel Core i5-4590 处理器以及 Nvidia GeForce GTX 970/AMD R9 290 当然，这只是最低要求。那么一台高 配置的电脑大概需要多少钱呢？目前看来，想要获得一台基础款的 VR 适 配电脑，大约需要 999 美元，而且这也只是最低花销，是起点而非终点。 由此 VR 成本对其传播的影响可见一斑。 (2) 虚拟现实技术的交互性传播效果的影响 交互的更新可以带来我们从 WEB 上对系统和网络业务的重构，绕过 对原有内容和平台的劣势，实现弯道超车。通过 VR 构建的视觉奇观，未 来的交互系统的升级可以带来真正的感受器官来共同推动整个社会前进。 从这个几个层面上建立的交互设备，必然是复合和复杂的。这种设备的意 义是将虚拟世界更加真实的提供给使用者，让使用者在虚拟世界中更好的 创造和协作。在虚拟世界里面获得地域的解放，将人从物理位置的禁锢中 解放出来，这是虚拟世界对传统社交关系的第一层解放。同时提供虚拟世 界和互联网的整合，用技术手段廉价的实现人的创造能力，这是第二层解 放。人类作为现实世界的成员在虚拟世界将获得从未有过的社会组织关系， 甚至重新通过网络定义公共关系，让人类在权利对资源的分配上高效平等 这是第三重解放。最后，VR 作为现实世界的重要组成部分，必然将作为 人的延伸重新将人带回到现实世界，帮助人更好的利用自然。这样 VR 才 实现了作为技术的革新对了产业的革新，通过产业的革新带动社会的革新。 （3） 虚拟现实可能对人类社会所产生的异化等影响 众所周知，我们感觉世界主要有几种途径：视觉、听觉、嗅觉和触觉。 实际上只要屏蔽或者接管这三种感觉，就可以对于人类造成所谓“缸中之 脑”的假象，这又回到了我们之前文中所探讨的问题。这些感觉代表了我 们对世界的全部认识。我们现在不妨脑洞大开的探讨下，我们假设一个这 样的 VR 设备： 他分辨率极高，能满足人类视觉要求。他高保真耳机已 经到我们无法分辨是不是耳机。他自带电极，能够通过微量的放电刺激神 经模拟我们感受、气味。这样的设备配合高速网络和诸多互联网服务，我 们就可以虚拟出来一个几乎是为所欲为的共产主义社会物资的极大丰富、 资讯高度发达，人类所需求的一切几乎都能触手可得！简直是美好的乌托 邦。 关于完美社会的幻想，人类从未停止。那么问题来了：如果是这样， 人类能在虚拟世界得到更多相同的体验，他们为什么还要在现实社会努力 呢？会不会人类就满足于一个这样的完美世界而停滞了在现实社会的发 展？VR 是蜜糖也是毒药