VR进阶之路困难重重，虚拟仿真或因技术聚焦成为黄金产业

虚拟仿真究竟是VR的前世还是今生？

9月8日，由江苏省工程师学会主办，镁客网承办的首届江苏虚拟现实发展大会在南京未来科技城盛大开幕。中国工程院院士谭建荣以及来自VR/AR行业顶级专家、知名创投机构、创业团队和各界媒体齐聚南京，为现场嘉宾带去了一场行业狂欢。

和绝大多数虚拟现实大会不同，本届大会不仅聚焦行业，就VR在各大领域的创新与落地问题进行了深入探讨，还对VR的“前世今生”进行了剖析。其中，谭建荣认为，VR有一个很重要的用途，就是仿真。在VR火爆于大众之前，它其实就是数字仿真，并由此发展到如今的图形、图像仿真，这是一个从虚拟仿真发展到虚实融合的过程。

虚拟仿真究竟是VR的前世还是今生？

在谈论这个问题之前，镁客君认为有必要先为大家科普一下何为“虚拟仿真”？

20世纪40年代，伴随着计算机技术的发展，行业开始热衷于新技术的试验研究，虚拟仿真技术也就是在这段时间里得以初步发展。它其实就是模拟技术，用一个系统模仿另一个真实系统的技术。

此种虚拟世界由计算机生成，以仿真的方式创造出了一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，不仅可以再现现实世界，也可以构建想象中的世界。用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。“虚拟仿真就是用非常规的手段、技术及方法将常规所难以描述的场景重现出来。”谭建荣说。

从某种意义上说，虚拟仿真就是“虚拟现实”，它既是VR的前世，也是今生。

需求转变，传统行业产业升级急需新技术加持

如果说，大多数人眼中的虚拟现实是有较强娱乐性的，那么虚拟仿真与娱乐VR最大不同就在于，其服务的领域更为垂直，且专业性极强。这也注定了其在出现之初就一直为行业所需要和使用着。

随着互联网的发展和用户需求的转变，很多传统行业，尤其是工业、建造等行业的发展模式开始渐显落后，效率无法负荷需求，产业升级迫在眉睫。

举个例子，隧道挖掘方面，传统的做法就是让机器进入隧道，将里面的泥土挖出再运到隧道外面。但各地山体构造有所不同，其内部环境更是复杂，塌方等危险随时存在。即便设备制造行业及管控能力有所发展，我们在这一领域的掌控能力也一直难有突破性进展。

而在虚拟仿真技术加入后，我们可以很好的对山体内部构造及隧道内环境进行模拟，在机器进入隧道进行挖掘之前预知各种突发危险，并研究出解决方案。此外，随着虚拟仿真系统的完善，不仅可以保证我们在隧道外部就可实时掌控隧道内的情况，还能够根据其进展及时调整施工进程。

可以看到，在复杂的工作中，虚拟仿真技术正以有效、直观的方式改变着原本的操作形式，在促进传统行业产业升级上起到了举足轻重的作用。谭建荣表示，虚拟仿真不仅节省了人力，还让复杂变得很简单。

从数字仿真到图形、图像仿真，这是一个从虚拟仿真到虚实融合的过程

相较于强大的功用，虚拟仿真技术的研发难点更值得一提。可以说，虚拟仿真技术是与人类对自然界客观规律的认识一起发展的。

谭建荣说表示，从数字仿真发展到图形、图像仿真，其实就是一个从虚拟仿真发展到虚实融合的过程。

需求多，做到难，就是当下VR行业最大的难题

可以看到，虚拟仿真技术经过数十年的发展，其服务领域已经不再过于垂直，而是可以依据不同行业的需求给出不同的解决方案了。但这其中，走过的是一条铺满荆棘的道路。可以说，“需求多，做到难”，就是当下VR行业最大的难题。

就当前行业发展来看，不论是时下大热的VR+教育、VR+旅游，还是工业虚拟仿真，VR还无法完全满足这些传统行业对虚拟体验的需求。因为想要做道真正的虚实融合，行业所要面对的不仅只是建模难题，还包括了来自如信息集成、渲染、交互等技术领域的各项挑战。

很显然，当前行业发展尚未与用户的需求发展同步，诸如清晰度低、晕眩、沉浸感不强的问题也一直没有得到解决。而更加令人着急的是，我们已经知道问题出在哪里，却一直找不到很好的解决办法，这也是导致VR行业在一定时间内爆冷的主要原因。

想要实质性进展，行业需要先解决技术难题

“在我看来，行业需先解决技术难题，才能迎来实质性的发展。”谭建荣说。

仅就建模来说，过去我们常见的不外乎只有几何建模，如模拟一个汽车的外形等。但很显然，这种单纯的外观模拟并不能给行业带去实质性的帮助，甚至有时只能算作是“搭积木”。

从当前的建模效果来看，其离真实再现还相差甚远，而这直接导致了体验者无法完全沉浸感于场景之中。这其中有两个原因：

一、大规模场景的真实感建模技术亟待加强，如模型优化、计算机图形图像处理能力的提升等。

二、对复杂对象进行物理建模、行为建模的能力不足，难以全面仿真事物的物理特性，无真实性。

仍以虚拟汽车体验为例，相较于汽车外形，用户对于车内部的燃料供给系统、起动系统、冷却系统、润滑系统及点火系统等的可视化则更为感兴趣。为增强用户体验，行业需要将汽车的物理特性也以虚拟模型的方式表现出来。

因此，几何建模发展到了物理建模，并在经过阶段性的设计性能模拟后发展到了产品全生命周期的模拟仿真。而数字设计、几何数字设计、装备设计、加工工艺设计、装备设计、维修设计，使用设计等都包含于其中。虚实结合，在最大程度上满足了当下行业提升用户体验的需求。

交互性不强，沉浸感严重打折

在VR头显出现之前，虚拟仿真充其量就是个3D图像。而随着VR头显在B端市场的初步普及，行业对沉浸感与交互能力的要求也越来越高。相较于简单的3D图像，VR头显里的世界显然更为真实，至少在某种程度上，VR头显给虚拟仿真带去了不一样的沉浸式体验。

但正如之前所说，用户需求的发展速度总是快于行业的。随着更多传统行业，尤其是安防、医疗航空航天培训等的加入，用户对虚拟场景中各细节的真实度及互动的自由度有了更高的要求。

举个例子，在虚拟铁轨建造场景中，我们透过VR眼镜可以看到施工现场，也能在戴上耳机后听到嘈杂的施工声，但我们无法感受到现场的风力，也无法在“拿起”工具时感受到它的重量。而这些，都极大的削弱了用户体验的沉浸感。

也因此，大规模场景快速实时渲染技术、虚拟环境力触觉反馈交互技术、融合语音识别的自然交互技术、复杂环境三维注册与定位技术等的研发就尤为关键了。虚拟环境中，我们不仅要无延时的看到、听到，还要能摸得到、感受得到。在虚拟场景中，我们应该是一个可以自由走动、交流的人，而不仅仅只是一个看客。

显然，这些并不是VR某一个领域从业者就可以解决的难题，它涉及到了计算机图形图像、芯片、系统、语音识别、图像识别、动作追踪等的多个技术研发领域。

AMD图形事业部高级专家时昕表示，VR想要有爆发式发展，需要整个VR行业的众技术从业者与市场紧密合作，共建完整产业链与可良性循环的生态。

总结

可以看到，传统行业急需新鲜技术的加持，以促进其产业升级。但大多数的新技术发展周期较长，且总会经历初时爆发——急速冷却——趋于理性的发展阶段，VR也是如此。

所以，从虚拟仿真到真正的虚实融合，注定不会一帆风顺，我们要走的是一条荆棘之路。但可以相信的是，既然虚拟仿真在数十年前就可以获得行业认可，在当前高新技术快速发展之时，虚拟现实也必将以更短的时间获得用户认可。

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