一提到虛擬現(xiàn)實，大家肯定會想到“靈境”、“Virtual Reality”、“幻真”....什么的，這些概念現(xiàn)傳的到處都是，很多行業(yè)內(nèi)的公司企業(yè)網(wǎng)站上也都是用這些概念來裝點頁面！但是大家有沒有認(rèn)真考慮過到底什么真正的虛擬現(xiàn)實及其存在的意義呢？

總是去學(xué)習(xí)別人的東西是一種緩慢的進步，快速的進步是認(rèn)認(rèn)真真的做好總結(jié)，得到自己想要的東西。

“虛擬現(xiàn)實”，先從字面上理解這個概念。在這個詞匯中，虛擬是定語，現(xiàn)實是關(guān)鍵字。說白了就是“虛擬了的現(xiàn)實”，可見重點是“現(xiàn)實”。也就是說我們要將現(xiàn)實世界中的真實環(huán)境通過某種手段虛擬演示模擬出來，達(dá)到以假亂真的目的。這里的現(xiàn)實對應(yīng)的就是“真實世界”。真實世界這個范圍很大，比如物理學(xué)、醫(yī)學(xué)、地理信息、天體運行等，所涉及的專業(yè)知識就是我們整個世界的知識體系。在這個基礎(chǔ)上研究虛擬現(xiàn)實才會有更廣闊的發(fā)展方向和實際意義。

從廣義角度來講，虛擬現(xiàn)實本身也不僅僅局限于計算機技術(shù)。舉個最簡單的例子，比如魔術(shù)，我們都知道看到的東西其實是假的，但是我們卻真真切切的感受到那是真的，這是不是一種虛擬現(xiàn)實、虛擬演示呢？

計算機的出現(xiàn)我們本身就可以理解為是以一種虛擬演示現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展過程。首先，計算機的出現(xiàn)就是為了模擬人腦的工作流程，替代人工大量而繁瑣的計算工作。操作系統(tǒng)本身也是按人類的語言和思維方式設(shè)定的輸入輸出過程：字符界面的dos、unix、os/2等都是模擬人類的語言方式來操作的。到了桌面操作系統(tǒng)就更明顯，windows中的“桌面”、“我的電腦”、“網(wǎng)上鄰居”等等都是在通過真實世界的思維方式來管理計算機資源。計算機程序設(shè)計發(fā)展也是這樣，匯編語言是機器語言，非常不適應(yīng)人類的思維習(xí)慣，所以到現(xiàn)在也只有CPU底層研發(fā)人員或?qū)�業(yè)人士才能使用。后來有了面向過程的pascal、c等面向過程的編程語言，這時候就非常符合人類的思維方式了，所以應(yīng)用軟件才開始大發(fā)展�，F(xiàn)在程序設(shè)計的基本思想是“面向?qū)ο?rdquo;，把計算機里面的每個資源、設(shè)備或者是數(shù)據(jù)都?xì)w納為以一個一個的類，我們使用的時候就是創(chuàng)建某個類的一個實例，這就是對象。通過設(shè)置對象的屬性、調(diào)用對象的方法等來實現(xiàn)操作數(shù)據(jù)的管理。整個計算機軟件的發(fā)展可以說就是一個越來越完善的虛擬演示應(yīng)用。這也非常符合人類在對現(xiàn)實世界事物管理、分析的思維方式。

在計算機系統(tǒng)的前提下探討虛擬演示現(xiàn)實技術(shù)，我們就離不開計算機理論。首先，我們都知道，計算機的核心部分是操作系統(tǒng)。計算機操作系統(tǒng)是人機交互、資源管理的一個中心控制平臺。大家都知道本身計算機里面都是二進制的0、1代碼。這些數(shù)據(jù)通過存儲這些0、1代碼不同序列來實現(xiàn)我們所說的數(shù)據(jù)存儲。那么操作系統(tǒng)通過什么來管理這些數(shù)據(jù)呢？那就是文件系統(tǒng)。只有定義了文件系統(tǒng)之后、操作系統(tǒng)才能更好的、有效的管理這些數(shù)據(jù)。計算機系統(tǒng)還包括各式各樣的外圍設(shè)備—輸入輸出設(shè)備，這些設(shè)備也同樣是被定義成計算機系統(tǒng)中的資源，通過操作系統(tǒng)來管理。

這個計算機系統(tǒng)的模型我們可以延伸到虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域�？梢灶愅疲�虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的核心部分應(yīng)該是虛擬現(xiàn)實引擎，這個引擎控制管理整個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、外圍設(shè)備等資源。與計算機系統(tǒng)一樣，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域所選擇的計算機操作系統(tǒng)、外圍設(shè)備等也不同。比如專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般用unix和oracle、專業(yè)的圖形系統(tǒng)諸如蘋果等。同樣的，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中也針對不同的應(yīng)用應(yīng)該選擇不同的引擎（或者說是虛擬現(xiàn)實的操作系統(tǒng)VROS[Virtual Reality Operation System]）。比如我們做路面駕駛模擬就要選擇能夠處理真實世界物理學(xué)數(shù)據(jù)的VROS，同時需要控制管理外圍設(shè)備的輸入輸出。在醫(yī)學(xué)方面，就必須要求能夠處理數(shù)字化人體數(shù)據(jù)以及想用的醫(yī)學(xué)模擬設(shè)備。在數(shù)字地球方面、就必須能處理空間信息數(shù)據(jù)等。這樣我們就可以有針對性的選擇適合應(yīng)用的VROS(虛擬現(xiàn)實操作系統(tǒng)或者說是引擎)。

這里要說明的是，所謂數(shù)字化絕不是僅僅通過3D建模就能完成的。3D建模只是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的一個輔助工作。比如數(shù)字化的人體是通過人體切片掃描，得到人體內(nèi)血管、骨骼等人體結(jié)構(gòu)詳細(xì)的位置、空間數(shù)據(jù)，并根據(jù)不同的對象設(shè)置不同的屬性，如對虛擬手術(shù)刀的力反饋系數(shù)等。在數(shù)字城市或者數(shù)字地球中也是這樣，如何空間遙感測繪數(shù)據(jù)、并生成可供實時輸出的圖像。城市設(shè)施等數(shù)據(jù)如電力線路、地下管道等，如何根據(jù)相關(guān)管理部分的數(shù)據(jù)生成適合人們查看的圖形圖像。當(dāng)然僅僅生成圖像然人們看還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，更主要的是可以管理，譬如修改、更新、查詢等。這種情況下，如果沒有專業(yè)數(shù)據(jù)得支撐，一個是會產(chǎn)生大量的重復(fù)勞動，二就是做出來的東西不準(zhǔn)確，沒有實際應(yīng)用的價值。

為了達(dá)到更逼真的效果，目前的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)在視覺、觸覺、聽覺等方面也引進了更多的方式以及相應(yīng)的外圍設(shè)備。通過這些設(shè)備我們就可以更好的模擬人類在真實世界中的感官體驗。我們依然按照計算機理論的構(gòu)架來分析虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，請看下圖：

所謂“虛擬現(xiàn)實”無論如何也脫離不了“現(xiàn)實”這個關(guān)鍵字，有了我們這個真實世界的數(shù)據(jù)，然后通過視景仿真來讓人產(chǎn)生視覺效果，通過力反饋、運動平臺等模擬真實世界中對人體的作用力，同時還有其他諸如嗅覺、味覺等方面的模擬。有了真實世界的真實數(shù)據(jù)，我們也可以通過軟、硬件把它轉(zhuǎn)化為計算機圖形或者其他形式輸出，這之后我們還面臨一個問題，那就是這些數(shù)據(jù)的管理。

好的虛擬演示現(xiàn)實引擎系統(tǒng)我想應(yīng)該具有以下特質(zhì)：

1、可視化管理界面：這個可視化界面不是我們在制作虛擬現(xiàn)實項目時所使用的那個工作界面，而是制作完以后提供給最終用戶的那個界面。這里舉個例子，早前我們用的visual C++ 或者是 Delphi 6.0 等，他們本身的開發(fā)界面也是可視化的，但是這個界面是提供給開發(fā)者的，而不是給最終用戶。提供給最終用戶的界面是要可以通過可視化的操作來管理客戶的數(shù)據(jù)，比如Delphi基于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的 OA 、CRM等管理軟件，客戶可以根據(jù)需求來操作數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)記錄等，實現(xiàn)系統(tǒng)的查詢、更新、刪除、修改、添加等�？蛻舾惺艿降氖窃诳梢暬�界面中的操作，而對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的操作是內(nèi)置模塊完成的，對于客戶來說是不可見的或者說是封的。虛擬現(xiàn)實引擎也應(yīng)該有實現(xiàn)這個過程的方法，比如在數(shù)字城市中通過可視化客戶端添加建筑物、并同時更新數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的中位置、面積、高度等數(shù)據(jù)。這一點我們在玩游戲的時候可能是非常清楚的，比如你建造了一個兵工廠，在圖形環(huán)境中出現(xiàn)這樣一個兵工廠之外，游戲程序還在地圖上做好標(biāo)記并實時更新了其數(shù)據(jù)記錄，以供可能的存儲(保持游戲)、刪除(被敵人打掉)、修改(破壞、維修)等操作。

2、二次開發(fā)能力：沒有二次開發(fā)能力的引擎系統(tǒng)的應(yīng)用會有極大的局限性。所謂“二次開發(fā)”就是指引擎系統(tǒng)必須能夠提供管理系統(tǒng)中所有資源的程序接口，就是常說的API�？赡苡腥苏J(rèn)為，可以通過可視化操作實現(xiàn)這些功能就ok了，比如可以用鼠標(biāo)拖拽一個3D模型到我的場景中來。我要說的是這樣做是一種方式，如果僅僅提供這一種方式還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。首先，這倆者并不沖突，系統(tǒng)的API 是可視化開發(fā)的一個最大補充，且API才是開發(fā)者自由發(fā)揮的最佳武器。我們每天都在使用windows操作系統(tǒng)給，我們發(fā)現(xiàn)基本上我們通過鼠標(biāo)的一下簡單操作就可以實現(xiàn)windows下的基本的資源管理。做過windows應(yīng)用開發(fā)的應(yīng)該知道，其實我們每天所作的windows下的操作都可以通過調(diào)用windows API來實現(xiàn)，也就是說可以通過調(diào)用windows API來實現(xiàn)整個windows下所有的資源管理。同樣的在windows 下的visual studio 也提供了各式各樣的內(nèi)置對象、函數(shù)、方法等，可以實現(xiàn)開發(fā)項目的資源管理。試想一下，如果visual studio 中我們只能拖拽幾個按鈕、對話框等放到窗口上而沒有任何二次開發(fā)能力，這樣做出來的應(yīng)用程序有何意義？

3、數(shù)據(jù)兼容性：可以說，任何計算機程序都離不開數(shù)據(jù)的管理。比如一個簡單的記事本要實現(xiàn)基本的字符串操作，辦公系統(tǒng)中要管理人力資源、財務(wù)數(shù)據(jù)、客戶信息、業(yè)務(wù)流程等數(shù)據(jù)。游戲中要實現(xiàn)環(huán)境中的每個角色、建筑物、地圖這些對象的名稱、位置、生命值等屬性的管理。這里所說的兼容性就是指程序在管理本系統(tǒng)以外數(shù)據(jù)的能力。這一點對于虛擬現(xiàn)實引擎來說很重要，因為虛擬現(xiàn)實引擎最終處理的是真實數(shù)據(jù)，而真實數(shù)據(jù)在人類活動國中已經(jīng)積累了很多并可能已經(jīng)一各式各樣的方式和數(shù)據(jù)格式存在了，這時候虛擬現(xiàn)實引擎就要至少處理比較主流的數(shù)據(jù)格式。比如，在數(shù)字城市建設(shè)過程中，一個中型城市的建筑物、街道、河流、商業(yè)區(qū)等，我們用手工去做可能做出來的永遠(yuǎn)都是城市的一角。但是在測繪領(lǐng)域這些數(shù)據(jù)可能已經(jīng)非常完善了，我們就要通過我們引擎的數(shù)據(jù)處理模塊把這些數(shù)據(jù)做某種算法處理，供本系統(tǒng)使用。而這些數(shù)據(jù)根據(jù)當(dāng)初測繪、采集等的方式、工具不同而格式不同，這就需要我們認(rèn)真對待這個數(shù)據(jù)兼容性。

當(dāng)然還有很多，諸如圖形運算能力、外圍設(shè)備的接口控制能力、海量數(shù)據(jù)的處理能力等等。我們在選擇虛擬現(xiàn)實引擎系統(tǒng)時候也要跟你據(jù)自己的應(yīng)用方向，綜合考慮其開放性、數(shù)據(jù)處理能力和后續(xù)開發(fā)的延續(xù)性。