第1章

虚拟现实基础知识

1.1　什么是虚拟现实

虚拟现实，英文名称为Virtual Reality，简称VR。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成三维模拟环境，使用户可以沉浸到该环境中，实时地对虚拟环境进行各种角度的观察，并能够与场景中的元素进行交互。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。

1.2　虚拟现实的发展历史

虚拟现实的历史可以追溯到20世纪50年代，概念来自于Stanley G.Weinbaum的科幻小说Pygmalion's Spectacles。这部小说被认为是探讨虚拟现实的第一部科幻作品，简短的故事中详细地描述了包括以嗅觉、触觉和全息护目镜为基础的虚拟现实系统。

1962年，美国电影放映员莫尔顿·海利（Morton Heilig）发明了一个可以模拟视觉和听觉等感觉的装置，将其命名为Sensorama。这是一个一人高的机械装置，使用者需要坐在座位上，将头伸入一个类似于早期照相机的幕布中，在里面使用者可以从三面环绕的屏幕上看到事先准备好的短片，如图1-1所示。

图1-1　Sensorama

1968年，Ivan Sutherland开发了首款计算机驱动的头戴式显示器，以及响应头部位置的位置追踪系统，它被公认为是第一款真正意义上的虚拟现实设备，如图1-2所示。因为技术限制，这款VR头盔的体积相当庞大，也非常沉重，因此需要从天花板上引下一根支撑杆来将其固定住才能供人使用，所以它也被嘲笑为“达摩克利斯之剑”。

图1-2　首款计算机驱动的头戴式显示器

1989年，Jaron Lanier首次从技术角度提出了Virtual Reality（VR）的概念，虚拟现实因此广为人知，它开始吸引媒体的报导，人们也逐渐意识到它的潜力。Jaron Lanier被认为是“虚拟现实之父”。

20世纪90年代，消费级别的VR设备开始出现，其中包括首款消费级VR Virtuality 1000cs和首款头戴式VR设备Sega VR。

在虚拟现实技术早期发展中，设备笨重复杂且价格昂贵，因此仅用于相关的技术研究领域，并没有形成能真正交付到消费者手上的产品。

1.3　虚拟现实的现状

2012年，Oculus Rift（Development Kit 1）登录Kickstarter众筹网站，筹资250万美元。2014年3月，Facebook以20亿美元收购Oculus，随着技术的不断成熟，VR商业化进程在全球范围内得到加速发展。2015年3月，在巴塞罗那世界移动通信大会举行期间，HTC与VALVE合作推出了HTC VIVE，并在2016年2月29日面向全球24个国家和地区销售消费者版。

自2015年以来，各大公司纷纷在VR行业布局，HTC、谷歌、苹果、亚马逊、微软、索尼和三星等公司纷纷成立了VR/AR部门，并发布了相对成熟的消费级VR设备。其中，主机VR市场以HTC VIVE、Oculus Rift为代表，移动VR市场以三星Gear VR、谷歌Daydream为代表。据统计，在2016年，已经有200多家公司在开发VR相关产品，VR作为一个计算平台，逐渐渗透到各个行业，切实解决了相关行业存在的问题。VR技术在游戏娱乐、房产家装、广告营销、建筑设计、机械工程、安全消防、医疗康复、教育培训等领域均有非常广泛的应用场景。同时，资本也加速进入VR领域，使得整个行业进入加速发展时期。

但是要看到，目前VR行业尚处于发展的初期，相对于比较成熟的移动互联网行业，生态系统还亟待完善和发展。当前影响VR行业发展的因素主要表现在以下三个方面。