［关键词］虚拟现实技术;环境艺术设计;应用研究
VR技术通常是需要网络以及多媒体技术来支撑，且其在功能性方面表现出是一种综合的信息技术。VR就是虚拟现实，这种技术基于电脑的系统来将虚拟的情景在画面当中展示出来。并且，在展示的过程当中，融入了人的语音语调以及各种肢体动作，使其能够完整的在虚拟画面中得到展现。由于VR技术发展到现在已经比较完善，所以将其广泛的应用到各种设计当中。本文将针对VR技术应用于环境艺术设计当中进行研究，从VR技术与环境艺术设计的内涵入手，对应用的效果和范围展开具体的分析。
1VR技术概述和特征
1．1浅析VR技术
VR技术依旧是虚拟现实技术，其实质是将一系列先进技术进行集合，比如计算机仿真技术、网络技术以及多媒体技术，通过将这些技术进行集合营造出一个三维立体的虚拟环境，并且利用多种设备来使虚拟环境能够支撑，最后实现多维度的信息空间。VR技术会根据用户需求的差异性通过不同的技术手段来构建不同的虚拟场景，并最终将虚拟的场景展现给用户，使用户能够在立体场景中获得趋向现实的感受效果。
1．2VR技术的特征分析
人类在进行感知时依靠的是视觉、触觉以及听觉各方面能力，通过VR技术手段构建的虚拟现实环境，其需要达到的最佳效果就是能够满足人类的感知能力。当前的VR技术手段尚未达到比较完美的感知效果，但也具备一定的感知能力。并且，人们可以在虚拟的环境当中能够与虚拟的事物产生互动，尽管这种互动并不是真实意义上的触觉效果，但是在一定程度上也能够使人们视觉上感受到互动，也是VR技术的一种独有特征［1］。在虚拟的环境当中最主要的特征是其构想性，通过对虚拟环境的探索，人们在一定程度上满足了想象力中的场景需求，这是VR技术中最显著的特征。
2环境艺术设计中运用VR技术的价值
我国的环境艺术设计宗旨是能够使用最低的成本设计出最大效益的设计方案。这就需要在实际设计过程中，要采取一切可行性的手段来对环境艺术设计的质量和效果得到提升。那么将VR技术运用到环境艺术设计当中也是适应了当前状况的需求，环境艺术设计方案的内容在展现的过程中会使人难以理解，通过虚拟现实技术的应用，可以为环境艺术设计提供相应的支撑，并且使设计方案能够更直观的展现出来，这将会促进环境艺术设计的质量和效果达到更高层次。
3VR技术应用于环境艺术设计之中的研究
3．1将艺术设计的效果直观展现
环境艺术设计的展现从最早的手绘图纸到电脑的效果图制作再到建筑动画制作这一发展进程，已经经历了多次展现手段的变更。而虚拟现实技术在当今时代的广泛应用也为环境艺术提供了新的展现形式。与传统的展现形式相比，通过虚拟现实的场景来对环境艺术设计的内容加以展现，可以使客户在虚拟环境中通过触觉、视觉以及听觉全方位加强对感官的刺激，使环境艺术的效果展现的更加直观。
3．2改善环境艺术项目的经济效益
VR虚拟现实技术已经被广泛的英语与环境艺术设计当中，在具体的应用操作中，最有优势的体现是该技术促进了环境艺术相关项目经济效益的提升。由于VR运用计算机软件在比较短的时间内就可以构建出三维立体结构，代替了传统意义上实体的框架结构，在这一层面上就已经对成本达到了降低的效果。而在三维立体虚拟环境当中，对具体的物件进行构建也花费不了太多时间，同样只需要在软件中进行相应的调整即可，也避免了在实际当中花费的时间和成本，极大的提升了环境艺术项目的经济效益。
3．3有效避免环境艺术设计方案中的问题
在环境技术设计中，往往需要借助多种知识体系，将其融合才能对设计的内容达到完善效果，如果在其中运用的部分知识出现了错误性的理解，就会对整体的环境艺术设计产生影响，甚至要重新整体进行修改。而运用VR技术则可以使这种问题在操作中得到避免，虚拟现实系统当中由于对虚拟环境进行建模的技术，在构建开始以前需要通过表格图示等形式来对数据进行统计，并且对概念达到深层次的理解。VR技术在应用中还可以实现后台的处理效果，使环境艺术设计能够在运用VR技术的基础上，有序的进行运作，每一个环节的技术都能够在特殊情况进行单独处理，使环境艺术设计方案出现问题时第一时间就得以解决，大大提升了设计的效率。
4结语
在现代化科技层出不穷的背景下，要将科技有效的应用到各领域当中，使科技技术能够发挥最大的作用。通过VR技术在环境艺术设计当中的运用效果，可以发现该技术能够使环境艺术设计从传统形式上加以改进，并且也促进了其经济效益，所以VR技术能够在这些相关的项目当中实现技术的价值，在以后可以更广泛的对其进行推广。
参考文献:
关键词 VR新闻；新闻可视化；媒介延伸；读图时代
中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）175-0174-02
虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）作为新兴的技术正在得到日益广阔的应用。VR技术同时是媒介手段和传播方式，毫无疑问会对新闻传播行业产生影响。传播学家麦克卢汉认为媒介都是人体器官延伸的观点，契合媒介仿真化的进化路径。他在媒介延伸理论中提到：电子媒介是中枢神经系统的延伸，能把人整合成一个统一的有机体。VR技术更进一步地对人体的感知能力进行了延伸，并且这种延伸是综合性、三维立体的。当今的新闻传播业已经进入可视化时代，“图像时代”已来临，将VR技术运用于新闻传播领域，成为媒体的热潮。
1 VR技术引发新闻传播领域的革新
1.1 VR技术的起源和发展
VR技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它以仿真的方式给用户创建一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面。虚拟技术的第一个原型设备出现于1968年。到了1987年，杰伦・拉尼尔开发出首个实际投放市场的VR商业产品，他因此被称之为“虚拟现实之父”。自诞生以来，虚拟现实技术的发展经历过三次“元年”。在前两次元年里，这股VR风潮很快消散，并不受市场的长期青睐。随着时代变迁，媒介技术的发展和新闻传播业的数字化转型使VR技术获得更多可能。FACEBOOK总裁扎克伯克出资20亿美元收购虚拟现实技术生产商OCULUS之后，这个技术又再次引起人们的关注。与80年代相比，在处理技术、显示技术、传感技术、材料技术等基础技术方面，VR的发展已经有了质的飞跃。尤其是在VR的核心技术中，捕捉、重现、反馈、合成、感知这五大技术的累积完全达到了满足受众听视觉需求的标准。再加上设备层面上，从VR眼镜到一体机再到PC类设备，产品N类、便携性、适用性和售价早已符合了在消费级市场爆发的条件，这无疑是件让人感到振奋的事。综上所述的条件，媒体纷纷将2016年第三次誉为VR元年。细究VR市场的参与者，既有OCULUS为代表的创业者，也有索尼任天堂等游戏厂商，和暴风影音这种播放应用软件。这些厂商的猎奇与大胆尝试，使VR彻底走出理论探索和实验室的阶段，成为一个有无限潜力的市场。
1.2 新闻传播领域在媒介融合环境下的新思路
媒介融合是新媒体与传统媒体为了寻求合作共赢的一种新型战略方式，同时也符合现代社会发展的潮流。这种媒体融合的新走势给传统媒体行业的运营发展造成了冲击，使得传统媒体、报刊、电视广播等必须进行组织重构和流程再造以获得市场占有率；同时传统媒体需要努力开辟新出路，寻求与新媒体的共同发展，在合作与竞争中推进。而VR技术的兴起，恰好给了新闻工作者一种新的思路――新闻媒体开设VR新闻直播频道、VR新闻客户端；采取VR技术进行深度报道、灾难报道；拍摄VR专访、暗访栏目……用媒介技术的融合，能促使新的传播手段的形成以及全新的媒介形态的产生。VR技术改变了新闻的报道方式，使平时较为单调的新闻报道形式变得更加丰富多彩，从而吸引受众的眼球，给读者更新奇的体验感，达到翻新对新闻枯燥乏味的刻板印象的目的。虚拟现实技术运用到新闻传播领域之上，能够成为媒介融合的纽带，使新闻媒体得以更好地发展。
1.3 媒介融合时代VR技术的特点与应用
VR技术在信息生产形态的大融合中不断创新、变革，呈现出属于媒介融合时代的新特点：更沉浸的体验、更智能的互动、更丰富的想象。它作为一种新的传播方式，毫无疑问会影响到新闻行业。麦克卢汉认为，媒介是人的延伸。也就是说，媒介于我们而言，是一种加强或延展我们自身感知能力的工具。VR技术的产生，更进一步地对我们人体的感知能力进行了延伸。我们将足不出户，却对千里之外的事物感同身受，这是专属于我们这个时代的媒介延伸，是一种革命。而新闻传播媒体秉着对新兴技术热衷的态度和对在“互联网+”的大环境下媒介转型的焦虑，也致力于将VR技术和新闻报道相结合。2015年11月6日，《纽约时报》率先推出一个虚拟现实新闻客户端――NYT VR，用VR技术来报道新闻，同时为读者免费附送100多万套的Google Cardboard设备，这就是全世界第一个虚拟现实新闻报道；到了2015年底，NYT VR推出全世界第一部虚拟现实短片――《流离失所》，采用深度报道的方式，给读者以全新的逼真体验。CNN借助VR技术对美国总统大选参选人在拉斯维加斯进行的首次电视辩论进行了现场直播，堪称史无前例；我国的重庆日报上游新闻App客户端推出了全国首个VR新闻频道……把VR技术运用到新闻传播领域中来，成为近来各大媒体前赴后继的热潮。
2 从读图时代到VR技术――新闻传播领域的媒介延伸论
2.1 麦克卢汉的媒介延伸论
马歇尔・麦克卢汉是加拿大的哲学家、教育学家、文学批评家、传播学家，他被称为20世纪的“先知”“圣人”，以“地球村”“媒介即讯息”等论断名震全球。麦克卢汉在他的媒介延伸理论中提到：文字和印刷媒介对人的视觉能力进行了延伸，电子媒介则是对人的视觉、听觉、触觉能力的延伸。电子媒介是对中枢神经系统的延伸，其余一切媒介是人体个别器官的延伸。电子媒介和中枢神经系统一样将人整合在一起，使人得到更高层次的全面发展。根据麦克卢汉的理论可知：电子时代的人再也不是分割肢解的，而是需要密切交往的大家庭。这样的社会发展趋势逐步改变着人类认识世界的方法论，使人类对所获取的信息产生了更高的要求，从信息的整体联系性到信息的清晰度等等。因此，如今的新闻传播媒介正在尽全力调动受众更多的感觉，从而使人的感官能力有综合性延伸。
2.2 读图时代：新闻传播领域的视觉延伸
麦克卢汉多次在《理解媒介》中提到“媒介即讯息”，即强调媒介的形式具备革命力量，媒介形式决定着信息的清晰度和结构组成方式，所以它在一定程度上就是一种讯息。21世纪以来，正是因为科技进步和信源多样化使受众对信息清晰度的要求逐年增高。不论传统媒体还是新兴媒体，都在强调传播的可视化、谋求图像型的感知。图像信息不再是文字的附属品，它同文字一道，成为媒体的重要传播方式，我们也逐渐从“文字时代”迈入了“读图时代”。2009年网络上开始流行的“无图无真相”一说，彰显着图像在信息传播中的比重越来越大，深刻地影响着人们的生活。在读图时代里，新闻传播领域正致力于对人的视觉进行接近极致的延伸。
2.3 VR技术：图像时代的再一次延伸
VR技术利用计算机和一些特殊的数码设备，给读者营造了一种逼真的体验感，它主要是在视觉艺术上进行了技术开发和革命，从而影响了人的思维。这种先进的图像处理技术与新闻报道相结合，恰好顺应了“读图时代”的“无图无真相”一说，将图像在新闻传播中的地位层层抬高。从而图像、影像的地位日益加深。它与一般的媒体图片新闻的差别在于它更深入地对人类的感知能力进行了延伸，从平面图片到立体图像的转变，是从线性到三维的飞跃。过去受众只能通过自己的思维能力将自身带入到新闻报道图片中的场景里，如此一来对受众的知识文化水平、共情能力都要求比较高。而VR新闻能利用佩戴的设备使受众“身临其境”，直接把受众的眼睛“延伸”到任何地方。因此，“VR+新闻”使新闻报道更加具有感染力。由于报道方式的革新，对事实的陈列也更为清晰准确。
3 从媒介延伸论展望VR新闻未来
媒介延伸论的本质是探讨人与媒介之间的关系。放在新闻传播领域来看，就是受众与新闻报道之间的关系。受众是新闻媒介的参与者，对新闻媒介有着决定性的影响作用。任何时代、任何类型的媒介自诞生之始就必须面对受众，依存于受众。VR技术之所以得到了新闻传播业界的普遍看好，根本原因是它能更好地满足受众，也就是使人达到更综合地延伸。为了科学、稳定地把握它的未来发展轨迹，应当注意的几点如下所述。
3.1 满足受众旺盛的求新求变之心
在开放的市场经济社会体制之下，受众群体的信息需求变得旺盛且丰富，受众通常有一种求新求变的心理，从而促使他们想要更加及时、准确地了解外界的变动。而VR技术与新闻报道相结合，能够让报道内容更贴近受众；在保持新闻的真实客观性的前提下，应该增强内容的体验感和沉浸感，以适应更多报道题材，这样才能充当好“媒介延伸”的角色。“VR+新闻”拥有无限可能性，这种传播模式应该辅助内容创新，从而有效地吸引受众眼球，使行业得到持续稳定发展。
3.2 满足受众对硬性决策参考性信息的需求
调查表明，受众对我国政治、经济新闻的兴趣相对于10年前有了显著增加，这对新闻媒介是一种启示，新闻媒介可以投入精力在提供硬性的决策参考信息方面。由于过去的新闻报道中单调的文字和图片，使受众对国家重大事件或决策的参与感比较薄弱。而“VR+新闻”在直播国家重大政治决策会议以及政治经济新闻时，应该让受众更全面地了解决策制定的过程，还可以使受众参与到商议表决的进程中来，这样能提高公民的参与感，从而增强国民的公民意识与爱国精神，增强人与世界的整体联系。
3.3 媒介延伸的个性化――“雅俗分赏”
随着现代社会向分化型社会的转变，受众群体的多元化导致了对媒介的个性化需求。媒体应该把过去做内容时简单粗暴地追求“雅俗共赏”的态度，逐渐改观为追求“雅俗分赏”。在市场细分与受众需求个性化的指引下力求内容创新，使新闻报道能满足更多群体的胃口。“VR+新闻”应该萌生出更多的新内容，例如科技类新闻可以模拟科学实验以及科学原理的生成，使科技爱好者能够更深入地了解这方面的知识；民生新闻就能直接利用VR技术使受众在屏幕前就能获得身处“案发现场”的体验，让受众更加了解社会新鲜事；体育爱好者能够观看到最具有沉浸感、交互感的赛事直播……“VR+新闻”应该致力于更好地满足不同受众，不仅做到应有尽有、而且要追求应有“精”有，使新闻传播媒介精准、全面地成为每一个人的个性化感官延伸。
4 风险评测
4.1 技术短板问题
VR技术的特点可以总结为“3I”――沉浸（Immersion）、交互（Interaction）和想象（Imagination）。也就是说，VR技术不仅要给人类带来身临其境的“沉浸感”，还要有人机互动的“交互感”和给人遐想的“想象力”，这也是它成为新生代媒介延伸的突出特性。目前而言，达到“沉浸”的效果难度不大，可是仍然需要加强技术。而要达到“交互”和“想象”就还差得很远。此次CNN对美国总统大选进行的VR直播就收获了许多批评的声音，例如使用时间过长会有晕眩感、画面的延迟和掉帧、清晰度不够等……大多数都是针对技术层面的不够成熟。VR技术首先要克服自身在实际操作上的瓶颈，才能更好的与新闻领域相结合，得到1+1>2的发展。而与媒体更好地结合，还需让媒体真正深入了解和使用VR技术，并且对从业者进行相关的专业化培训，这一系列的动作应该会耗费很长一段时间。
4.2 推广与普及问题
根据客观分析，“VR+新闻”的模式一定程度上可以满足受众的需求，是传播媒介的进阶延伸。但是大多数受众对于媒体前沿进行的先锋尝试反应是比较迟钝的，例如电视行业的信号模改数、标清转高清，甚至试水3D频道等，观众都似乎没有对这些改革创新表现出明确的立场和态度。所以让“VR+新闻”的模式在普罗大众当中普及和推广需要一定的时间，不仅需要足够市场利益的驱动，还需要对受众的观念进行培养，最重要的是生成好的内容，让受众充分感受到这种模式的优越之处。
4.3 媒介过度延伸――“虚拟现实人”的滋生
VR技术的一流制作能力赋予了新闻事件超强的拟真能力，能够将一切对象栩栩如生地再现或模拟。这种逼真的模拟，可能会导致媒介的过度延伸，让受众沉醉于感官上的享受，使其想象力日趋萎缩、审美能力逐步钝化……日本学者林雄二郎提出的“电视人”概念是指伴随着电视的普及而成长的一代人，他们在电视画面和音响的感官刺激环境中长大，更注重感觉，与在印刷媒介环境中成长的前辈们注重理性思考的思维方式形成了鲜明的对比。同时，由于收看电视在狭小空间中进行，这种封闭、缺乏现实社会互动的环境，使得他们当中的大多数人养成了孤独内向、以自我为中心、责任感缺失的性格。基于“电视人”的理论，VR技术也可能会滋生一大批过分依赖于感官延伸的“虚拟现实人”。
5 结论
如今纸媒消亡论盛行，传统媒体已然走上改革的艰苦道路；而新兴媒体的发展也缺乏秩序和章法、没有稳定的节奏。麦克卢汉说：“因为新的媒介在不断发生，这个世界必然要永不停息地谋求新的平衡。”VR新闻是新闻可视化趋势的一种创新手段，具有非常大的潜力和许多种可能性，新老媒体都应该把握住这个机会来发展自身。紧跟科技发展动态，就是紧跟时代的步伐。媒体从业者应当对科技的进步秉承全力支持的态度，并且合理地运用到新闻领域中来，从而做到双赢。
参考文献
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[4]马歇尔・麦克卢汉.理解媒介[M].何道宽，译.南京：译林出版社，2011.
VR技术潜力巨大
模拟现实世界的方法有实物仿真、机电仿真、计算机仿真等。实物仿真事例很多，草船借箭就是用稻草人对人进行模拟；军事训练中用木头棍模拟枪械进行拼刺刀训练。计算机诞生后，计算机仿真成为模拟仿真的一个主流技术和方向，早期是模拟机仿真，后来是数字计算机仿真。随着计算机处理能力，特别是计算机图形处理和人机交互能力的大幅度提升，上世纪60年代出现了VR概念。
VR有三个典型特征：一是沉浸感，参与者可以全身心沉浸于计算机生成的三S虚拟环境中；二是交互性，参与者可以通过一些VR交互设备与虚拟环境中的对象进行交互，产生与对应真实环境中的对象进行交互的体验。现在自然交互、体感交互是非常热的研究方向。三是构想性，参与者在虚拟环境中可以激发想象，或者可以构想未来世界和历史世界。
VR技术由于其特点，适合以下几方面应用：一是各行业领域的规划决策，如城市规划，手术规划等；二是设计评价，如在装备制造领域，可以先设计构造虚拟样机，通过对虚拟样机各种性能的评价测试，对设计进行修改；三是训练体验，比如军事训练，以及对航天设备、核设备的维护，可在虚拟装备上进行维护和操作训练；四是文化娱乐等领域的应用。
VR可以从两方面改变我们的世界：一是让我们的发展变得更加科学，先在数字空间进行充分论证，然后再实际实施；二是可以使广大人民群众的生活更加精彩。举一个VR应用的实例。2015年10月，在拉斯维加斯举行的美国总统候选人答辩会上，采用VR进行实时直播，拥有VR观看设备的观众可以现场前排座位观众角度进行观看，获得身临其境的体验。这将是新闻传播发展的趋势。
VR和应用领域的关系，类似于数学和物理。先通过数学理论方法给出一个假说，然后再用物理实验方法对其进行验证。比如爱因斯坦100年前就通过理论和数学预言了引力波的存在，但到100年以后的今天，我们才真正从物理上观测到了引力波。VR应用于各领域可实现先在虚拟环境或虚拟对象上进行研究论证，然后再构造实物或进行实物操作。
目前， VR已进入“+”的发展期。一是VR进入各个行业领域，二是VR进入大众生活，特别是进入互联网应用和移动终端应用。2006年的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》中就把VR列为信息领域优先支持的三个方面之一。《“十三五”国家科技创新规划》中，VR也是一个考虑重点，和大数据、云计算一样，国家会给予继续支持。
VR应用成果瞩目
VR已在许多领域取得引人瞩目的应用成果。面向制造领域，在装备设计、研发过程中，可以采用虚拟样机技术。例如波音公司上世纪90年代初期对波音777飞机中的各种管线布局设计采用VR技术，一次成功。
现在运用VR技术较多的是汽车制造业。近年来，梅赛德斯-奔驰、宝马、丰田等著名汽车公司在新车设计中采用VR技术，首先研发虚拟样车，设计人员在虚拟样车中沉浸式地体验新车性能和舒适感，进而对设计进行改进，大幅度缩短了研发周期，降低了研发成本。
航空航天也是应用VR比较早的领域。我们与中国商用飞机有限责任公司合作研发了大飞机驾驶舱的虚实结合的仪表布局和环境设计系统。驾驶员戴着头盔进行操作，测试飞机仪表布局、色度，起落时的光照是否合适，依此对设计进行调整。
VR在医疗健康领域也极具发展潜力。首先是对人体及人体器官的三维可交互展示。在国家自然科学基金的支持下，北航VR技术与系统国家重点实验室陆续研发了牙科手术模拟器、心血管介入手术模拟器以及腹腔镜手术模拟器，目前正在向产业化方向推进。民政部康复中心已经制定了建设基于VR的康复基地的规划。医疗健康领域将因VR应用而产生重大变革。
基于模拟器的腹腔镜手术与传统开放式手术不同，医生手术不是看着人体器官做，而是通过内窥镜看着屏幕来做手术。这就给虚拟手术、研发手术模拟器带来了机遇。虚拟手术中的人体器官都是通过几何、物理和生理建模得到的高度逼真的数字化器官，医生在这样的器官上进行手术操作，感觉与在真实器官上做手术一样。这样就可以通过虚拟手术模拟器对大夫进行手术培训。还可以采集个性化的病体器官数据，构建个性化病体器官模型，进行具体的手术规划和预演，从而大幅度提升手术效果，对医疗手术带来颠覆性影响。
VR与电子商务的结合，使得消费者不仅能看到商品逼真的三维图像，还可以进行首饰、服装等的试穿、试看。
数字化文化保护与利用是VR的传统应用领域。例如，通过VR技术可以再现历史文化遗产，特别是非物质文化遗产，使得参与者可以穿越时空，体验历史文化。目前，基于VR技术构建的虚拟博物馆和虚拟科技馆已经出现，如虚拟故宫、虚拟圆明园，以及中国科技馆的许多VR科普展品等。
教育领域对VR也有着巨大应用需求。目前的网络教学课件都是文字和图片，无法做实验，通过VR技术可以实现交互式物理、化学等的仿真实验，还有医学教学等各种实验。教育部现已批准建设了200多个虚拟仿真教学中心，支持这方面的发展，相信会对教学方式带来深刻影响。
VR将爆发式增长
近几年，Facebook、微软、谷歌等公司对VR产业的介入，导致VR在产业界和投资界迅速升温。
一些巨头公司通过收购或领投VR创新公司，或自身部署VR研发团队，开始抢占VR产业的制高点，特别是头戴式设备，头盔和眼镜。因为它们是VR的基础设备，是硬件平台，如果在这方面领先的话，就会像苹果手机、高端芯片一样，占领VR产业制高点。
2014年，Facebook以20亿美元收购了Oculus公司，该公司是VR头盔创业公司。头盔有两大类，一类是VR头盔，一类是增强现实AR头盔，两者技术路线不同。2015年，微软宣布推出Microsoft HoloLens全息眼镜；谷歌、阿里巴巴领投数亿美元支持Magic Leap创业公司。2015年，一项颠覆性显示技术得以突破，即光场全息显示，能使虚拟物体看起来完全与现实生活中一样。这一技术将给影视、游戏、商务、旅游和电信等行业带来全新的机会和颠覆性影响。此外，HTC也宣布与Valve联手，推出重量级头盔显示设备Vive，并于2016年4月开始发售。
目前，学术界、企业界、投资界都在对VR发展前景进行预测。2016年年初，美国高盛一份报告，详细讨论了VR/AR产业的未来发展状况。高盛认为VR/AR拥有巨大潜力，到2025年VR与AR软硬件营收将达到800亿美元，乐观估计，年营收可达1820亿美元（硬件1100亿美元，软件720亿美元），保守预测，到2025年也会有230亿美元。在标准预期下（800亿美元），2025年VR/AR产业将超过全球平板电脑（630亿美元）和游戏机（140亿美元）。在乐观预期下，到2025年，头盔显示设备等将从小众产品发展成为一种大众通用计算平台，移动性和电池续航问题均会得到解决。1100亿美元的硬件规模与当前笔记本电脑市场规模（1110亿美元）和电视机市场规模（990亿美元）相当。
虚拟现实（Virtual Reality， 简称VR）， 这个名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier） 在1989年提出的， 也称灵境技术或人工环境。它是以计算机技术为核心，生成逼真的三维虚拟环境，使人的视觉、听觉、触觉都仿佛置身于真实的环境之中，并能通过语言、手势等方式，借助传感头盔、数据手套、数据衣等设备与之进行实时交互，增强使用者的沉浸感与使用体验。VR技术主要利用传感技术、三维技术、人工智能技术、仿真技术、并行处理技术、多传感器技术等来实现虚拟场景的构建。起初，VR技术主要应用于军事、航空航天等领域，目的是降低训练成本，避免潜在的意外伤害。而如今，在政府的政策支持和社会企业的大力投资下，VR产品逐渐走入教育领域，为广大的学习者带来福音。
VR技术在教学中的优势
VR的特征可以用“3I”来描述，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）、思维构想性（Imagination）。沉浸感指学习者对虚拟环境的感受程度，虚拟环境的创设越接近现实，沉浸感越强。交互性指学习者可以对虚拟环境中的事物进行操作，并能得到反馈，如身临其境一般。思维构想性指利用计算机技术建构与现实一样的环境，也可以建构想象出来的空间，拓宽用户的体验范围，丰富体验种类。
1.激发学习动机，增强知识建构
VR技术通过构建多感官刺激的交互环境，丰富了学习者的学习体验，学习者在虚拟的教学环境中可以充当各种角色，如在煤矿或核电站进行抢修的维修工人、在医院进行手术的医生、在太空探索的宇航员等。学习者在逼真的情境中充分参与教学过程，这就有效激发了学习者的学习动机。建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。在VR技术发展迅速的今天，教学情境和文化背景都可以通过VR技术来实现，学习者在VR环境中展开学习，对事物的性质、规律以及该事物与其他事物之间的内在联系的理解能够达到较深层次，能够增强知识的建构。
2.虚拟真实情境，提升创造能力
由于VR技术的特殊性，平时在现实中不敢尝试的实验都可以在VR环境中体验，可以无限制地改变试剂的用量，或是大胆尝试将不同的反应物进行融合，只有想不到的，没有做不到的，这种突破性的尝试可以有效提高学习者的创造能力。
3.打破时空壁垒，体验身临其境
在传统教学中，教学的时间、地点是相对固定的，且对于比较抽象的知识点，教师只能通过口述或者多媒体来呈现其形象，而VR技术的出现打破了时空的界限，教学活动可以随时进行。同时，VR教学可以把抽象的概念形象化、具体化，学习者可以在几分钟的教学时?g内观察生命成长的轨迹，也可以形象直观地观察分子原子的构成，甚至可以将宇宙天体掌握在自己手中，学习者能够完全融入到VR技术所创设的情境中。
4.节约教学成本，实现可持续发展
在传统教学中，实验是一项消耗型的教学活动，为了让学习者更好地掌握反应原理，大部分学校常常需要投入大量财力来购买实验用具和材料，实验的生成物又很难被再利用。VR技术出现后，可以大大缓解学校财力、物力的投入，学校只需引进相应的VR设备，并创设教学所需的虚拟环境和虚拟实验用品，学习者就可以进入虚拟实验室进行学习，这种学习方式有效地节约了教学成本。从长远来看，学校引进的虚拟设备可以被各届学习者反复使用，不存在传统教学中的残渣废料，真正实现了可持续发展。
5.规避潜在风险，保证教学安全
很多实践课程由于课程的特殊性，并不能在实际中进行操作，这时就可以利用VR技术。例如，讲解核武器的实战效果，教师可以利用VR技术模拟核爆炸的现场，学生通过身体传感器感受核武器的爆炸威力，并通过视频传感器观察核爆炸的特点。这样通过VR技术建构核爆炸现场，可以有效避免核武器给学生带来的伤害，又可以让学生很好地理解晦涩的知识点。当然，也有很多实践课程存在潜在的未知的风险，造成人身伤害，如应急情况的演练、地理的勘探、船舶汽车的制造等，此类动手操作要求很高，存在一定风险，学生在操作的过程中很容易受伤，为了避免这种情况的发生，教师同样可以利用VR技术来进行教学，进而有效地保证教学安全。
6.丰富实践经验，弥补动手能力不足
在传统的操作类课程中，由于教学设备有限，通常是教师在设备前进行操作，学习者围绕在其周围观摩，然后再逐一或分组进行实践，而课堂时间有限，部分学习者还没有操作就下课了，或者只操作了一遍，这样就导致学习者只了解大致流程，并没有真正掌握。在VR技术的支持下，每位学习者都可以充分发挥主观能动性，每个实践技能都可以经过反复的训练，每台设备都可以用身体去感知、触摸，这就弥补了传统教学中动手能力不足的缺憾。
7.资源共享，实时交互
交互性是VR技术的特征之一，它在教学中具有很明显的优势。交互性包括师生交互、生生交互、单人-机交互、多人-机交互，在同一虚拟空间内，教师和学习者可以同时进入，并在其中进行实时交流，学习者之间也可以进行及时的讨论，学习者使用输入设备可以对虚拟的物体进行操作，并通过输出设备感受虚拟物体所发生的变化，如向空中抛出一个球，可以感受到球受重力的作用发生自由落体运动。这种实时交互的感官刺激可以带给学习者真实的体验，提高学习的效率。另外，虚拟现实技术在教育教学上还能够实现课程的数字化学习，可将课程学习内容作为学习者的学习资源，并与其他的相关资源一并提供给学习者，实现资源共享。
VR技术在教学中的劣势
1.虚拟与现实之间存在落差，对学习者心态产生消极影响
由于虚拟环境带给学习者沉浸性体验，逼真的三维立体环境会深深地吸引学习者，当课程结束时，学习者可能还会沉浸在情境中，回到现实中时会产生一定的落差，这种落差可能是负面的，学习者可能更渴望回到虚拟的世界中，沉迷于虚拟情境，如基于VR技术的游戏化教学，这会对学习者的心态产生消极的影响，不利于学习者的学习。
2.VR技?g在教学中没有统一的标准，无法完全保证教学质量
2016年被称为是“VR元年”，所谓“元年”是指事物开端之年，对于VR领域来说，“元年”意味着各大主流生产商相继推出面向普通消费者的VR产品，全球科技公司纷纷布局民用VR产业。随着VR技术由高端化向平民化转型，VR技术在教育领域的应用也更加广泛，目前很多知名的科技公司开发了用于教育领域的VR产品，国内也有部分高校成立了VR实验室。VR技术如雨后春笋一般在教育领域生根发芽，但是目前仍没有一个VR应用于教学的规范标准，各知名企业和各大高校很难将自己的VR产品与其他VR产品进行联通，这就降低了VR产品的兼容性。
目前，我国VR行业仍处于起步阶段，供应链及配套产品还不成熟，硬件设备、软件工具、内容生产等各层面标准的制订迫在眉睫。
3.在教育教学中盲目推广VR技术
VR技术在教学中的应用为媒体教学提供了新的途径和教学方法，然而这并不代表VR技术在教学中可以泛用。开发一套VR教学设备和教学内容需要花费巨大的人力、物力、财力，而且还有一些教学内容不适合用VR技术来进行教学，如小学阶段一些偏识记的知识点。另外，还存在一些使用VR技术不能达到显著效果的科研类课程，此类课程若非要用VR教学媒体那就是画蛇添足，并会造成不必要的浪费。所以，在教育教学中，教师要根据课程的教学目标和课程特点来选择合适的教学方式，要避免为了追求科技上的高精尖而盲目地推广VR技术。
4.VR设备仍无法做到无线连接，阻碍教学体验
VR技术在教学中的应用能够为学习者带来前所未有的体验，但仍然摆脱不了空间的约束。到目前为止，我们所熟悉的VR设备仍需有线连接，且要多个设备协同工作。例如，现在大家比较认可的Oculus Rift、HTC Vive VR头显，它们大体由主体头戴显示器一只、2.5mm线缆一根、MiniUSB一根、摄像头一个（自带支架）、短焦透镜2个、各个国家不同制式插头4个、带国标插头的电源一个等组成。若要实现更多的感官刺激还要连接更多的线缆，学习者在体验的过程中要时刻注意线的连接，不能随心所欲地移动，降低了体验的满意度。
VR技术在教学应用中的机遇
1.国家政策的支持
2006年国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006―2020年）》中，VR技术被列为信息领域优先发展的前沿技术之一。2016年4月9日在深圳市举办的第四届中国电子信息博览会“虚拟现实产业发展论坛”中，工业和信息化部电子工业标准化研究院了《虚拟现实产业发展白皮书》（以下称《白皮书》）。《白皮书》提出“首先是提前谋划布局做好顶层设计，加快制定产业发展路线图，建立和完善相关标准体系；其次是推进产业化和行业应用，通过财政专项支持虚拟现实技术产业化，支持虚拟现实领域核心技术突破，加强重点领域应用示范；最后是加强文化和品牌建设”。截至2016年，教育部已批准300个国家虚拟仿真实验教学中心（教育部，2016）。在国家政策的支持和正确引导下，VR技术逐渐走向成熟，再加上我国经济发展迅速，更为VR技术在教学中的应用提供了保障。
2.社会力量的加入
从上世纪90年代起，我国从开始重视VR技术的研究和应用，由于技术和成本的限制，VR主要应用的对象为军用和高档商用。近年来，随着芯片、显示、人机交互技术的发展，VR产品才逐步进入市场并实现平民化。很多大型科技公司和各大高校也相继将VR技术推向教育领域，如爱奇艺在2015年了一款非商用的VR应用，黑晶科技推出了VR/AR超级实验室，百度教育事业部预计在2017年推出VR教育产品，HTC与美国Life liqe合作，打造VR教育启蒙工具等。北京航空航天大学、清华大学、同济大学建筑学院、山东大学、北京大学等高校也建立了VR实验室，这足以说明VR技术在教育领域具有巨大的潜力。
3.VR技术在技能培训中的需求日益增加
VR之父托马斯?费内斯（Thomas Furness）说过：“VR改变社会，从教育开始！”VR技术作为一种新型的教学方式在教育技能培训领域得到广泛应用，如军事教学、医学实习、体育训练、仿真实验、特殊教育、工业实训、艺术创作、游戏教学等。传统的技能培训是一项消耗型的教学活动，教学成本很高，且伴有一定的风险，而随着VR技术的逐渐成熟，可以有效缓解这一问题，VR技术善于创造三维立体的、逼真的教学环境，这就降低了高额的教学成本，又由于所有的教学内容都是虚构的，因而也有效地保证了学习者的安全。正是VR技术这种低投入、低风险的特点，在各种技能培训中，教师们越来越倾向使用基于VR技术的教学方法。
VR技术在教学中的威胁
1.产品价格与产品性能不平衡
VR技术在教学中的应用不断向平民化发展，但VR设备的性能和价格仍然呈正相关，产品的性能越好价格越高，目前市面上的VR产品从十几元到几百万不等，如CAVE（洞穴状自动虚拟系统）系统价格高达百万以上，在军事演练或航空航天专业领域，这个价格是可以承受的，但在基础教育领域，价格不菲，这就在很大程度上制约了VR产品的平民化。虽然，也有价格便宜的VR产品，但是其设备内部不具备陀螺仪，使用者晕眩感强烈，基本上不能使用。因此，VR产品性能和价格还存在悖论，VR产品是以学习者体验满意度来进行迭代更新的，不能以牺牲VR产品的性能来换取价格的降低，所以降低VR产品开发成本，提高VR产品的普及率是开发商和各高校VR实验室需要重点解决的问题。
2.不适感降低学习体验满意度
目前，VR产品学习者体验的满意度还有待进一步提高，一方面是VR教学产品主要通过头显来观察变换的环境，对画面的质量要求很高，至少要达到4k的画质，但目前大部分的VR产品分辨率很低，难以使学习者沉浸其中。另一方面是画面延迟引起的晕眩症、疲劳感。研究表明，产生眩晕症的原因是眼睛看到的画面和耳朵听到的声音信息位置不匹配，导致脑负担过大，从而产生晕眩感。数据表明，延迟时间最多不能超过20ms，由于技术和设备上的限制，目前的VR设备还无法做到大面积地将延迟时间控制在20ms以内，这也是目前VR设备的一个致命弱点。因此，为了提高学习者的学习满意度，缩短延迟时间和提高分辨率是亟待解决的问题。
总结
关键词：VR；文艺服务产业；融合
1 VR技术与文艺服务产业的融合创新的背景与意义
文化产业正日益成为我国经济的重要支柱之一。联合国开发署行政官海伦・克拉克曾指出：“它赋予人们自主发展自我的权利和能力，激励并推动全面和可持续增长的革新与创造。”[1]2015年，我国文化产业增值25829亿元，比2013年增长21.0%；年平均增长10.0%，比同期GDP现价增速高2.3个百分点。文化产业增加值占GDP的比重为3.82%。作为文化产业中非常重要的一部分，文化艺术服务业，随着民众精神文化需求的增长，其增值比重开始逐年提升，预示着文化产业的结构正在发生悄然的变化。2014年我国文化产业实现增加值23940亿元，比2013年增长12.1%。其中，文化艺术服务业增加值11641亿元，增长15.9%，高于文化产业平均增幅；占文化产业增加值的比重为48.6%，比2013年提高了1.6个百分点。文化制造业增加值9913亿元，增长8.2%，占比为41.4%，比2013年降低了1.5个百分点；文化批发零售业增加值2386亿元，增长11.2%，占比为10.0%，比2013年降低了0.1个百分点。[2]据此可见，文化艺术服务业将成为将来文化产业飞速发展的重要支柱。而深究文化艺术服务业发展迅猛的原因，民众精神文化需求增长是一个重要因素，但其越来越多地融入科技含量是另一个重要因素。
其实，科技的进步与文化产业的发展一直密不可分。在十七大报告中曾明确指出，要运用高新技术创新引领文化生产、传播与消费方式，培育新的文化业态。[3]而数字技术，尤其是VR技术，当下呈现跳跃式的发展。其中，又因为VR集多感性、沉浸性、交互性与想象性特点于一体，故成为了当下最重要的高新技术之一。根据《2015年中国虚拟现实行业研究报告》显示，2015年中国虚拟现实行业市场规模为15.4亿元，预计2016年将达到56.6亿元，2020年将超过550亿元。一方面，VR本身所存在的部分产业，就属于文化产业中的新型文化业态，是国家力推的文化产业。另一方面，它在快速发展的同时，不停地越界发展，与文艺服务产业融合日渐紧密。这给传统的文艺服务产业注入的了新的活力。这些翻天覆地的变化，为文艺服务业带来了革命性的传播新手段，有力的创造了新的文化艺术样式，拓展了创作空间，增强了传统文艺的艺术表现力与感染力，给大众带来了前所未有的文艺体验。
2 VR对文艺服务产业的影响
VR，全称为Virtual Reality，译称虚拟现实。它其实是一种计算机系统，该系统能创造出人工的虚拟世界。这个人工虚拟世界，可以令使用者“有沉浸于其中的感觉，能在其内漫游并能操纵其内的物体。”[4]故此，能够形成真实的体验和流畅自然的人机交互的系统，就称为VR系统。
文化艺术服务型产业是文化产业中的核心层，具体包括：第一是文艺创作、表演及演出场所。第二是文化保护和文化设施服务。第三是群众文艺服务。第四是文化研究与文化社团服务。第五是其他文化艺术服务。它的发展，有力地保证了大众精神的享受，提升了区域经济的竞争力。
而自从VR技术加入到文艺服务产业中，就有力的改变了文艺服务业的生产表现形式、传播途径乃至发展方向。
2.1 VR对文艺服务产业生产表现形式的改变
VR与文艺服务产业融合，在生产表现形式方面，其改变无疑是巨大的。以其与文艺创作、表演类融合为例，利用VR技术结合全息投影，形成梦幻般的效果，正渐渐成为大型文艺表演的常见方式。2015年，春晚，李宇春的创意节目《蜀绣》，主创人员利用VR技术结合全息投影，设计了多个虚拟角色“李宇春”，与真实角色进行呼应。当4个李宇春一起出现，并高歌《蜀绣》时，亦幻亦真的效果，极具震撼力。在刚刚过去的G20峰会文艺表演中，张艺谋也使用了这种技术。在西湖湖面上，芭蕾舞《天鹅湖》中，虚拟的舞者与真实的舞者一同旋转、舞蹈，演绎出了梦幻般的童话效果。
VR技术的融入，也改变了演出场所的生产表现形式。以演出场馆建筑设计为例，著名的建筑动画企业北京水晶石科技公司，利用VR技术，完成了包括奥运场馆在内的一系列建筑动画展示，这些展示因直观生动，大量应用于投标项目。还据此完成了“北京中轴线城市设计竞赛、上海环球金融中心、博鳌亚洲论坛专题片、激情深圳”等文化专题片。而此次江苏大剧院的建设，也采用了VR技术。一方面可以在建造之前，直观的进行感受，避免后期无谓的修改。另一方面，也据此完成了相应的宣传片，展现了大剧院的风采，起到了良好的社会效应。同时，在舞美设计方面，戏剧的主创人员也可以在表演之前，利用虚拟技术进行最终舞台效果的演示。这样面对大型演出，可以省却反复演练彩排，大大节约演出成本。同时，也能让导演编剧及舞美的意图表现得更完美，从而能提升最终的表现效果。目前，“上海戏剧学院成立了中国唯一的虚拟合成实验室，力图将戏剧演出从设计到搭建，从彩排到正式演出全部借助虚拟现实技术来加以实现。”[5]
2.2 VR对文艺服务产业传播途径的改变
VR对文艺服务产业传播途径，形成巨大的改变。以文化研究为例，大量的信息理论甚为枯燥，不够直观，尤其是在网络传播方面，无法被快速检索。而VR技术的出现，可以便于研究过程和研究结果的可视化和直观化。这极大地改变了传统的知识研究过程和方式。在VR技术被发明之前，前人的学习方式有二：一是由实践，直接学习；二是由书本、学校等，间接学习。“VR技术的出现为人类提供了一个全新的‘时空’，虚拟世界，使人们能够更好地接触世界、感知世界、认识世界、改造世界。”[6]而大众也可借由VR技术，了解最新的研究成果，提升全民素质。
比如，文化研究中的文化遗产保护方面，VR极大地推动了该方面的研究发展与传播。一方面，VR技术提高了文物复原的成功率。大量的易损文物，可利用VR技术，进行修复后的效果图制作，便于检验修复计划的可行性，提高修复的成功率，便于科研的开展。秦兵马俑的数字化虚拟修复、敦煌石窟的数字化修复等，均是如此。而成果直观化之后，检索简便性也因此大大提高。另一方面，VR技术提高了文物的展出率与效果，完成了资源的整合与共享。在资金有限，硬件条件不具备的情况下，展出品通常仅为馆藏的一部分。且大部分展品更换率较低。而虚拟技术的应用，改变了这一切，突破了地域的限制，也改变了传播途径：观众无需到场，借由网络，就可观赏到更多的藏品。既有利于资源的共享，又有效拓宽了民众的文物知识，提升了他们的修养。
另外，中国国家图书馆、中国国家科学图书馆、清华大学图书馆、北京大学图书馆等，也开始了VR技术在该方面的实践及传播研究。
2.3 VR对文艺服务产业消费方式的改变
消费方式的改变，某种意义上，是人类生产方式改变的另一种体现。它包含消费意识、消费能力、消费结构和消费水平等多个因素。
随着物质丰富，大众的消费欲望早已超出了单纯的物质消费，正走向精神消费的层面。这正是文艺服务产业快速发展的原因之一。VR技术的加入，形成了新的精神消费品，改变了大众的消费观，提高了文艺服务业的服务手段。当今时代，消费呈现出追求个性，猎奇逐新等特点。
以文艺服务业中的博物馆和科技馆为例，其虚拟数字展馆，因新奇有趣，正成为最受欢迎的场馆之一。对消费者而言，VR融合的展示方式，带来了虚拟的展品、动画和交互游戏，充满了全新的体验。如：故宫博物院的各种虚拟互动游戏：拼文物拼图、文物图片找茬等，加深了展示与参观者之间的互动性，带来了趣味感与沉浸感。虚拟数字博物馆的时空延展性、虚拟性、多感性和互动性，以及观众可以反复按自己喜好选择观赏的展品带来的非顺序性，使得博物馆的展览开始真正有别于传统。VR技术同时也可以建设虚拟票务系统，提升了参观者的消费体验。
同时，VR技术，作为高新技术，具有强烈的技术属性，对消费行为产生了明显的技术性和知识性限制特征。需要消费者掌握新的消费知识，转变消费意识。笔者曾经做过一个调研，就了解程度、使用程度、购买意愿等发放问卷。发现其消费对象以受教育程度较高的20 ～ 35岁的年轻人为主。其中也表现出其从事行业的一些特征，熟悉程度较高，且消费意愿较强的人群中，IT产业和数字媒体行业最为突出。
但正因为新技术对消费者提出了更高的要求，促进了大众消费方式与消费对象的智能化、虚拟化、数字化、网络化和高效化。最终，促进了消费水平的提高。“人们创造了技术消费品 ，技术消费品又改造了人。”
3 VR与文艺服务产业相互融合的方式
目前，VR与文艺服务产业相互融合的方式，可以从技术层面和内在层面融合两个方面来论述。
3.1 技术层面的融合
其实，从1989年Jaron Lanier首次提出VR概念开始，已有20余年的历史。VR技术从军事、航天、医学等行业，发展到与目前文化艺术产业的融合，从技术设备上来说，有三种：
一是桌面式VR系统融合；二是沉浸式VR系统融合；三是分布式VR系统融合。第1类属于较为简单的VR系统融合，硬件设施只需要一台电脑，甚至智能手机就能完成，故而成本低廉、应用广泛。许多简单的建筑漫游就属于此类，比如：南京博物院线上开发的数字展厅的建筑漫游。第2类沉浸式VR系统融合，需要借助相应的硬件设备来进行，如头盗、座椅、投影等，其交互感、沉浸感最强。中国国家图书馆的馆内大厅“虚拟现实漫游”项目就是利用多用户投影开发的VR系统。第3类分布式VR系统融合，较为高端，与网络技术联系紧密。不同的人群，可以利用计算机和网络，同时参与一个VR环境，进行共同的体验，相互合作。英国电信公司（BT）研发成功协同虚拟会议系统就属于此类。可以预见，该类VR系统将为文艺服务产业中的虚拟演出的发展，做出巨大的推动。
3.2 内在层面的融合
目前，VR技术与文艺服务产业的基本融合方式，与科技与文化融合的方式类似，可分为“简单融合、文化导向融合、科技导向融合和双向深度融合”。
“简单融合”主要是指VR技术与文艺服务产业进行低水平的融合。比如某些简单的VR展示。
“文化导向融合”主要是指以文化内容为载体，VR技术为辅助进行的融合。比如上文所述的，文化遗产保护方面的融合。
“科技导向融合”主要是指以科技为主要导向，文化符号为辅助的融合方式。比如上文所述的虚拟会议、网络上多人在线的虚拟现实游戏。
“双向深度融合”主要是指发挥文化与科技的双重优势进行双向的深层次的融合方式。比如：在此次里约奥运会闭幕式上的日本8分钟表演，不仅利用了VR技术辅以全息投影进行演出，还在内容上，通过卡通虚拟偶像等，表现出了未来性与科技性。与国内拘泥于用科技表现传统产生了较大的不同。日本的艺术家甚至创造了虚拟偶像“初音未来”，并为她开设了演唱会。这种充分发挥文化和科技特点的方式，就是双向深度融合。
4 VR与文艺服务产业融合存在的问题
首先，高性能的VR系统均拥有一个应用开发平台。开发平台通常包括软、硬件开发平台。其中，硬件开发平台主要是由高性能的VR工作站构成。所以，对硬件设备要求很高，价格较为昂贵，故此推广和普及的程度还不够大。
其次，VR软件平台开发方面，以VR软件为基础，包含相关数学模型和应用数据库，最终可在计算机中生成逼真、生动的VR三维场景。而该方面的开发离不开相关人才。而目前专门的VR人才还是偏少，也造成了VR与文艺服务业融合的困难。
第三，在内容融合方式上，低层次的融合如“简单融合”方式应用较多，而高层次的双向深层次融合较少。尤其是在内陆地区，由于产业设置不合理，连同上两个理由，多采用低层次的融合方式。而北京、长三角地区，包括上海、广州、深圳等沿海地区，经济基础深厚，文化产业结构合理，故此，采用后几个融合方式较多。
5 结语
VR与文艺服务产业的融合，是未来发展的必然趋势。它提升了文艺服务产业的服务质量、增加了经济效益、拓展了服务空间，转变了消费方式，强化与优化了整个产业的结构。鉴于国内外文艺服务产业发展的过往，VR技术极大提升了其科技含量，对产业的兴衰影响深远。VR技术与整个文艺服务产业的融合是时代的必然。
参考文献：
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关键词：虚拟现实；普适计算；真实环境；虚拟环境
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)09-11703-02
Research on Interactive Virtual Reality Ubiquitous/Pervasive Computing
WANG Hao-peng1, LIU Wang-sheng2
(1. Department of Computer, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China; 2. Department of Science & Research, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)
Abstract: Fusion of Pervasive Computing/Ubiquitous Computing and Virtual Reality technology is an new field today. It will develop computing force of virtual space, and realize the "Pervasive" fully. The paper discussed and presented the basic definitions, features and key technologies of interactive Pervasive Computing/Ubiquitous Computing based on Virtual Reality, and explore the methods in theory.
Key words: Virtual Reality; Ubiquitous Computing/Pervasive Computing; Real Environment; Virtual Environment
1 引言
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），也称灵境技术，人工环境或赛博空间，最初于20世纪80年代由美国国际计算机科学院高级研究科学家Jaron Lanier提出。虚拟现实技术是利用计算机系统、多种虚拟现实专用设备和软件构成的一种虚拟环境，实现人与虚拟环境直接进行自然交互和沟通的技术。人在虚拟现实环境中可以获得与在自然环境中相同的感受，真实体验视觉、听觉、触觉及智能感知的直观、自然的效果。21世纪初，虚拟现实技术处于多元化的迅猛发展时期。一方面，借助计算机技术、网络技术、多媒体技术等得到高速发展；另一方面，与专业技术（如数字地球、虚拟机械装配、军事与航空航天、农业与专家系统、医学应用等）的融合，使虚拟现实技术得到更广泛应用。
虚拟现实技术主要体现3I特性，即沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）。按照模式分为沉浸式、分布式、桌面式和纯软件模式四类。虚拟现实动态感知设备主要有：三维立体眼镜（Stereo Glass）、头盔式显示器（HMD）、数据手套（Data Glove）、数据衣（Data Suit）、跟踪设备（Tracking Equipment）、空间球（Space Ball）、3D立体耳机（3D Earphone）、3D扫描仪（3D Scanner）和3D投影仪（3D Projector）等。
普适计算（Ubiquitous Computing或Pervasive Computing，简称UbiComp或PerComp）是1991年由美国Xerox PAPC实验室科学家Mark Weiser首次提出的，是指将物理空间与信息空间完全融合的一种全新计算模式。普适计算的研究主要致力于普适计算的理论建模，自然人机交互，无缝的应用迁移和上下文感知。近几年来，普适计算研究方向为多尺度的复杂空间智能空间，大规模个人数字化存储，射频标签上下文感知，智能终端载体以及自然和谐的人机交互等。
普适计算与虚拟现实技术不同。普适计算力求将信息紧密集成于物理空间中，从而增强信息在物理空间中的可用性；虚拟现实技术则致力于把人置于计算机所创造的虚拟空间中。尽管两者出发点不同，但是也有许多共同的目标和融合意义。例如，最大化人的计算能力等。因此，虚拟现实技术与普适计算的融合，即基于虚拟现实的普适计算（Virtual Reality with UbiComp，简称U-VR）将有效增强虚拟空间的计算能力和普适计算的广泛应用能力。文本将依据此研究内容讨论并给出U-VR的有效融合和实现方法。
2 U-VR论证
2.1 U-VR定义
U-VR被定义为突破虚拟环境（Virtual Environment，简称VE）的局限，增强人在真实环境（Real Environment，简称RE）中的计算能力，通过VE和RE的无缝连接，来替代纯粹的VE。简言之，U-VR是将VR融入真实环境中，成为可以无所不在地获取强大计算服务的基础设施。
2.2 U-VR特性
2.2.1 协同性（Collaborative）
U-VR的协同性是运用多种信息和资源获取用户意图。U-VR可以通过常规设备现实多用户的协作。因此，U-VR的协同性的根本是一个用户和服务交织的智能、合作空间。
2.2.2 可佩戴感知性（Attentive）
首先，在U-VR中，用户通过可佩戴设备在任何时间和地点获取针对个人的计算服务；其次，在U-VR中，用户可以通过相关接口和所关注的智能对象交互。
2.2.3 协调性（Mediated）
协调性是指U-VR可以根据用户和环境的上下文关系进行选择性的协调。协调内容则需要上下文感知技术的支撑。
3 关键技术
3.1 资源和内容共享
为运用和共享资源信息，需要解决以下几个关键的技术问题：
（1）构造公共空间并获取存在于空间中的目标信息。这一技术需要上下文感知技术和知识挖掘技术的辅助；
（2）用户意图的理解和公共空间的构件技术；
（3）基于网络的用户群、服务和资源需求的构建。
此外，要实现资源和内容共享，U-VR网格、实时VR处理、分布式资源共享和虚拟对象操控技术都是必要的支撑技术。
3.2 基于用户关注的个人信息和应用接口
3.2.1 RE和VE的无缝连接
U-VR环境中，迁移性的增强使用户通过可佩戴设备更好地享用个性化服务。而且，为使用户有效使用可佩戴设备，友好的用户界面十分重要。理论上，用户界面对于用户来说是透明的，这样才可以更好地帮助用户关注其应关注的操控。为实现U-VR感知性，必须考虑为用户提供易操作的人机接口，使用户顺利获取相关服务。上下文感知增强技术则可以使RE增强智能性和真实感。因此，RE中的智能和VE中虚拟信息的无缝连接是关键所在。
3.2.2 VRML和X3D
从与硬件无关的角度来看，X3D和VRML是基于虚拟现实的人机界面设计的重要工具。
VRML（Virtual Reality Modeling Language），即虚拟现实建模语言于1994年第一届WWW大会上由BOF小组首次提出，是无VR硬件设备和接口的前提下，利用计算机、网络进行三维场景及对象仿真造型的虚拟现实建模语言。VRML使用场景图数据结构建立3D实境，这种数据结构是以SCI（Silicon Graphics Incorporated）开发的Open Inventor 3D工具包为基础的一种数据格式，从而使VRML具有分布性、交互性、多媒体集成性和境界逼真性等优势。
X3D（Extensible 3D）是由Wed3D联盟于1998年提出的，它使用可扩展标识语言XML（Extensible Markup Language）表达对VRML几何造型和实体行为的描述能力。X3D是三维图形规范的一次重大变革。相对于VRML，X3D具有更先进的应用程序界面、优化的数据编码格式、严格的组件化结构，并且X3D的硬件无关性使其广泛应用于科学可视化、航空航天模拟、虚拟战场、多媒体增强、共享虚拟空间等领域。可见，VRML和X3D的应用和开发，为实现U-VR的用户接口提供良好的构建空间。
3.3 可协调的基础框架
为使用户和信息最大化地融合在一起，需要在普适计算和虚拟现实之间建立一个无形的“桥”，即U-VR的基础框架。这个“桥”是一个统一的标准，并针对用户和信息通过各种传感器进行交互进行有效支撑、扩展和协调，所以建立的基础框架之间必须保证相互匹配。
4 结束语
普适计算需要与之适应的全新人机交互模式，其中的可佩戴计算设备、多感知人机接口等又是虚拟现实技术的重要组成。从普适计算与虚拟现实技术的应用趋势看，两者的融合是未来计算机在人类社会中的重要体现形式，是借助计算机实现人在真实空间和虚拟空间自然交互的关键所在。
参考文献：
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[5] Michael Eisenberg. Pervasive Fabrication: Making Construction Ubiquitous in Education. IEEE 2007, Proceedings of the Fifth Annual IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications Workshops.
风险投资和互联网巨头之所以对VR/AR如此青睐，一是由于VR/AR技术所带来的交互方式的变革。无论是计算机还是手机的交互方式都将人和机视为两个独立实体，而AR/VR将用户和计算机视为一个整体，通过信息可视化，形成逼真环境，用户可置身其中自由地使用信息，并控制计算机。二是由于VR/AR产业广阔的商业前景。据估计，2015年中国VR设备开发公司已超过90家，行业市场规模为15.4亿元，2016年将达到56.6亿元，2020年市场规模将超过550亿元。高盛预测，到2025年，VR/AR全球市场总规模将达到800亿美元。
目前，VR和AR已尝试应用于由消费者推动的视频游戏、事件直播、视频娱乐、旅游等领域，以及由企业或政府推动的医疗保健、房地产、零售、教育、工程和军事等领域，并对这些产业产生了颠覆性影响。事实上，VR和AR 有望成为下一个时代产业雁阵中的领头雁，其价值不仅仅局限于自身发展潜力，而在于对其他产业的辐射与带动作用。作为创新创业的高地，中关村要加快布局VR和AR产业关键环节，抢占产业发展的制高点。
一是加快推进VR/AR硬件设备核心技术自主创新。作为下一代通用计算平台，VR与AR硬件技术瓶颈已取得初步突破，2016年因此被称为VR商用元年。VR/AR设备目前主要有三类：头盔、一体机和眼镜，由于VR/AR要求对海量高清图片、视频数据进行无延时处理，对CPU和GPU等要求非常高，轻质嵌入式计算平台难以满足这种高要求，外联计算平台则有空间局限，因此这些硬件设备存在设备重、体验感不强和设备匹配难等共性问题。中关村要加快推进VR/AR设备，尤其是输入设备中传感设备、输出设备中的显示设备以及视频图像等信息处理设备中的芯片等核心技术的自主创新和重点突破。
二是加强反畸变、反色散、异步时间扭曲（ATW）等核心算法开发与优化。数据驱动生活，算法改变世界。对于VR/AR技术来说，软件开发工具包（SDK）的重要性不言而喻，SDK是实现与硬件设备无缝连接的保障。VR软件程序中的核心算法有防止图像变形的反畸变算法、防止发生色散的反色散算法以及产生中间帧，以便有效减少画面抖动的ATW算法。
Oculas正是凭上述算法的世界领先，赢得Facebook的高额收购以及与三星的合作机会。中关村要加强上类核心算法的开发与优化，牢牢把握VR和AR技术的软件环节发挥自身优势。
VR技术发展及应用现状
VR技术是当前各国技术领域研究的重点，未来发展前景广阔，是公认的高端科技。VR技术实现了计算机图形技术、计算机仿真技术、传感器技术、显示技术的融合，通过构建虚拟信息环境，实现人机互动，能够让用户借助VR环境空间获得感知层面的虚拟体验。美国知名VR技术专家托马斯等人提出VR技术的应用将改变未来数百年人类生存、生活的状态。目前，VR技术已经成为很多国家未来高科技发展的重要着力点，西方国家在这一技术的研发与应用中投资巨大，并取得了一些积极的研究成果。英国创建的“VR数字图书体验馆”、德国正在?L试构建的“VR太空虚拟训练营”、日本开展VR技术与现代网络游戏的捆绑应用研究等，都是VR技术开发与应用的典型代表。当然，由于VR技术本身还存在很多技术瓶颈问题，因而应用并不广泛。总体上看，该技术目前主要应用于军事和高校科研领域，在民用领域的应用还处于萌芽期。但是，随着VR技术开发力度的不断提升，这一技术在工业、教育等民用领域的应用将成为未来发展的重要方向。
VR技术应用于现代大学英语听说课教学中的优势
1.构建听说一体的VR学习环境
目前，大学生在英语听说课学习中，主要借助于多媒体、手机自媒体等进行，与以往相比，听说课学习模式已经有了很大的改变，但目前存在听说分离的现象。因此，构建大学英语听说课VR教学可以在很大程度上实现听说一体化，VR虚拟平台能够为大学生听说课学习提供可以随时转换的虚拟体验环境。在VR教学环境下，大学生可以与他人直接在虚拟环境下进行交流与互动，这在很大程度上改变了以往听说固化教学的限制。听说一体化VR教学环境，能够帮助大学生快速进行各种口语听说训练，改变以往听说联系不紧密，甚至相分离的教学现状。未来各种各样的VR虚拟环境，可以让大学生更好地进行不同领域、不同行业英语知识在线互动交流与学习等。因此，VR虚拟环境的大学英语听说课教学，可以实现虚拟与现实有效衔接，方便大学生进行虚拟互动听说练习。
2.实现跨时空听说课教学与评价
传统大学英语听说课教学以课堂为主，实行教师主导的终结性听说教学评价模式，在一定程度上限制了大学英语听说课教学。VR技术在大学英语听说课中的应用，可以明显改变传统大学英语听说课教学与评价的时空限制，在很大程度上实现了跨时空听说课教学与评价。从VR教学来看，大学英语教师可以把教学内容融入VR教学虚拟空间中，为学生创建虚拟在线听说交互学习环境，在一定程度上可以摆脱传统课堂教学的空间限制。从VR评价来看，可以建立真正的过程性与终结性结合的立体交互式评价体系。大学生进入英语VR听说虚拟空间平台，就会留下访问信息，平台就会实时进行记录。教师进行大学生听说训练和评估时，可以借助VR虚拟空间平台进行，学生可以借助VR账号及时查询自己听说课学习的状况，分析自身听说课学习存在的问题，并在VR虚拟平台的指导下，制订科学有效的听说课学习改进措施。
3.提高听说课教学效率
VR技术应用于大学英语听说课教学中，可以明显提高大学英语听说课教学效率，降低听说课教学成本。从教学效率看，VR技术可以方便大学英语听说课教学。如开展VR环境下的听说教学设计、活动安排等。同时，也能激发大学生参与听说课学习的兴趣，提高学习效率。德国慕尼黑某所高校2011年开始构建英语VR虚拟教学体验馆，尽管这一技术还不完善，在具体应用中还存在很多不足之处。但是，经过几年的实践，深受该校师生欢迎。数据统计显示，该校英语教师教学效率提升了38%，学生学习效率更是大幅度提升了170%以上。从教学成本看，目前构建VR大学英语听说模式，受技术设备不完善等客观因素影响，建设成本相对较高。但是，随着未来该技术不断完善，大学英语VR听说环境的总体建设成本将会呈现逐渐下降的态势。同时，VR环境下的大学英语听说课教学实效明显提高，也在间接地降低教学成本。总之，从VR技术在大学英语听说课的应用前景来看，提高大学英语听说课教学效率、降低教学成本的技术优势将会越来越明显。
综上所述，把VR技术引入现代大学英语听说课教学中，构建全新立体交互式教学环境，可以极大提升大学英语听说课教学实效。未来，随着VR技术的不断完善，构建VR教学模式将成为大学英语听说课发展的重要方向。
构建现代大学英语听说课VR新型教学模式的建议
1.加强大学英语听说课VR技术软件、硬件开发与应用研究
大学英语听说课有自身的特点，未来必须加强大学英语听说课专项VR技术软件开发与应用研究。我国VR技术研究人员要结合大学英语听说课特点，进行相关VR技术研究创新。在嫁接其他领域的VR技术中，也要充分立足大学英语听说课教学实际。大学英语听说课在构建VR新型教学模式中，也需要开展相关VR应用硬件设备的研发。总之，只有不断开发适合大学英语听说课教学实际的VR技术软件与硬件，才能真正为大学英语听说课VR教学模式的构建提供技术支持。
2.开展大学英语教师VR技术培训，掌握VR环境下的听说课教学技巧
VR技术作为高端的新型科技，在大学英语听说课应用中要求相关教师拥有一定的技术储备。因此，在构建大学英语听说课VR新型教学模式中，必须加强大学英语教师VR技术培训，让他们掌握相关教学技巧，能够胜任未来大规模VR教学环境的需要。教师作为教学的主要组织者，只有自身拥有较强技术储备，才能更好地开展VR教学环境下的备课、教学设计、活动设计等工作。总之，未来我国高校必须重视大学英语VR教学团队培训，为开展大学英语听说课VR教学提供人力资源保障。
3.建立大学英语听说课VR试点，由点及面扎实推进新型VR教学模式
构建大学英语听说课VR新型教学模式，不是短期内就能够完成的事情。目前，我国VR技术自身还存在不完善的问题，在教育领域的VR技术应用更是做得不到位。因此，未来我国高校在开展大学英语听说课VR教学模式的构建中，应当稳步进行，制订切实可行的推进方案。建立大学英语听说课VR试点，积累VR教学经验，是构建这一新型教学模式的第一步。在积累大量大学英语听说课VR教学经验的基础上，才能由点及面扎实开展其他VR教学研究与创新。
除此之外，构建大学英语听说课VR新型教学模式，还需要我国高等教育主管部门大力支持。因为，开展大学英语听说课VR教学，需要投入大量的人力、物力和财力，单靠高校自身办学力量很难完成这一艰巨任务。
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