出品：科普中国

制作：北极星科普创客团队 幕剑白

监制：中国科学院计算机网络信息中心

虚拟现实技术的概念早在上世纪60年代就提出了。人类通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉等几种感官接受外界的信息。其中最重要的可能是视觉。

有研究认为，人类接收的信息80%是来自于视觉，所以目前的虚拟现实技术也主要集中于如何让人能够“看到”虚拟世界。至于如何“触摸”，如何“嗅闻”，如何“品尝”虚拟现实，就是以后的工程师需要考虑的问题了。

图1 最早的虚拟现实头显：诞生于上世纪60年代的达摩克利斯之剑

想让人看到虚拟世界，对屏幕上呈现的画面产生“世界”的错觉，需要做的事情大概有两条：

第一，让双眼看到视角略有差别的画面，这样所看到的画面才会有立体感。

第二，在用户转动头部的时候，画面会跟随视野改变。

做到第一条并不是很困难，我们只需要在双眼处各覆盖一个屏幕，并且屏幕上显示不同的画面就可以。要做到第二条，就不是那么容易了，头显得有能够测量头部运动的手段才行，而且这个手段还需要足够“快”，不然画面的显示跟头部运动脱节，用户就会有严重的晕眩感。

一个虚拟现实头显的基本构造

现在大家看到的VR头显，基本的构造是：一个戴在眼睛前面的大方块由一块屏幕和两个透镜组成。为了测量头部的运动，头显一般还会使用额外的手段。比如使用惯性传感器，来测量头部的转动；以及使用类似拍电影时所用的摄像头跟踪头盔上的马克点，来测量头部的移动。

头显是目前虚拟现实最重要的硬件部分，但是它并不是虚拟现实的全部。

很多人首次戴上虚拟现实头显后的第一个动作就是抬起双手试图找到自己手的位置，这生动的说明了虚拟现实中，能够感知到自己的身体和手是多么重要的环节。

为了解决这个问题，各种跟踪人身体和手部运动的技术也应运而生。比如，使用惯性传感器来跟踪全身的运动；或者使用摄像头来捕捉手部。届时，戴上虚拟现实头显，穿上《三体》中所说的“V装具”，玩家就可以漫步于虚拟世界之中。 

穿戴在手部和全身的传感器的动作捕捉系统，是虚拟现实交互的关键

文中，我们谈到了“显示”和“交互”，虚拟现实的第三个重要的环节，就是“内容”。我们有了能够逼真的显示虚拟世界的头显，有了能够将我们的身体、我们的手带入虚拟世界的动作捕捉系统，就需要内容能够让我们来体验了。还好，现在的虚拟现实产业，已经有丰富的正在开发或者已经公布的内容可以让我们体验。

内容有三大类:

第一个大类就是转播类。想象一下，你能够在现场最前排的位置观看NBA比赛或者摇滚音乐会，那该有多酷？但有了虚拟现实你就可以做到了。现在有很多公司都在开发相应的设备，拍摄出的视频是360度球形视野的，戴上VR头显，观众就可以随意看到周天任何一个角度的画面。想想看，这样身临其境的感觉，跟去现场也差不多了。

演唱会上安装的周天摄像机，为观众提供虚拟现实的演唱会体验

第二大类就是游戏，这可能是虚拟现实目前最激动人心的部分。美国一家公司致力于将虚拟现实技术应用到主题公园中，打造非常逼真的虚拟现实体验。在主题公园里，配合各种相应的设备机关，就可以化身为冒险者，在各种各样的虚拟世界里冒险：比如阴森的地牢，或者末日后的废墟，或者未来的空间站等。很可能这才是未来虚拟现实游戏的最适合的形态。

主题公园中的虚拟现实体验

第三个大类就是社交。未来我们也可以在一个自己构建、自己定制规则的巨大世界中互相交流互动，一起娱乐、生活。在这个世界里我们的交流方式就不再是QQ、微信的文字，而是真切的面对面，这该有多棒！

一家公司正致力于虚拟显示社交

如果说互联网是建构在现实上的第一层虚拟空间，那么虚拟现实就是建构在互联网上的第二层虚拟空间。

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