VR和AR的價(jià)值鏈都從現(xiàn)實(shí)世界開始

10月19日—20日，由工業(yè)和信息化部、江西省人民政府共同主辦的2021世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)云峰會(huì)在南昌召開。在10月19日上午舉行的主旨演講環(huán)節(jié)，歐洲科學(xué)院院士、奧地利國(guó)家科學(xué)院院士迪特•斯馬爾斯逖克 (Dieter Schmalstieg)發(fā)表了題為《從現(xiàn)實(shí)世界到環(huán)境可視化的循環(huán)》精彩演講。他在演講中表示，虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)的價(jià)值鏈都是從現(xiàn)實(shí)世界開始的，現(xiàn)實(shí)世界向人們提供了大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是人們通過某種掃描或測(cè)量方式生成的，基于這些數(shù)據(jù)，人們建立了一個(gè)數(shù)字模型。

沉浸式可視化具備賦能多領(lǐng)域潛力

來自現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)是構(gòu)筑虛擬現(xiàn)實(shí)，特別是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)鍵。在2021世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)的主旨演講環(huán)節(jié)，迪特•斯馬爾斯逖克通過視頻演講，帶領(lǐng)與會(huì)者進(jìn)入了一場(chǎng)從現(xiàn)實(shí)世界到情境想象，然后再回到現(xiàn)實(shí)世界的旅行。

“想一想空間數(shù)字模型。”迪特•斯馬爾斯逖克在視頻演講中表示，通過空間數(shù)字模型，人們可以創(chuàng)建建筑信息系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)圖或者工業(yè)廠房，甚至整個(gè)整個(gè)地球。

“再想一想微軟的飛行模擬器。”迪特•斯馬爾斯逖克表示，現(xiàn)在微軟的飛行模擬器建立了一個(gè)完整的地球模型，這款模擬器是使用在施蒂里亞地區(qū)開發(fā)的軟件制成的。如果人們使用這些數(shù)字模型，就可以把它們輸入模擬器，來得到更多的數(shù)據(jù)和模型。

“比如，您可以模擬洪水或地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)出現(xiàn)的情況，并進(jìn)行安全評(píng)估。”迪特•斯馬爾斯逖克在本次視頻演講中談道，“或者您也可以分析制造過程中的材料壓力，最終得到模擬數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)。”他表示，這些數(shù)據(jù)都是可視化的，目的是讓人們更好地理解數(shù)據(jù)。

迪特•斯馬爾斯逖克以地質(zhì)變遷為例闡述道，時(shí)間的推移會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)變遷的發(fā)生或者是引擎內(nèi)部的流動(dòng)，這是從單純數(shù)字中很難理解的東西。但是可視化圖片就會(huì)使這些難題迎刃而解。如果人們將可視化技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來，就可以實(shí)現(xiàn)沉浸式可視化。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦予的更多自由，沉浸式可視化讓人們通過身臨其境的逼真方式體驗(yàn)數(shù)據(jù)。

沉浸式可視化具備賦能多個(gè)領(lǐng)域的潛力。迪特•斯馬爾斯逖克在演講中表示，在員工培訓(xùn)、駕駛模擬、飛行模擬或機(jī)器人遙操作等領(lǐng)域，沉浸式可視化是一種非常有效且具備很強(qiáng)吸引力的工具。但任何事情都并不是萬能的，沉浸式可視化也有做不到的事情。迪特•斯馬爾斯逖克表示，這件事就是讓一切都變得虛擬。

情境可視化遠(yuǎn)程協(xié)助用戶

接下來，迪特•斯馬爾斯逖克向與會(huì)者描述了這樣幾個(gè)場(chǎng)景。當(dāng)人們外出，來到一個(gè)真正的任務(wù)位置時(shí)（如在工廠里），會(huì)需要其他組件。在這種情況下，人們需要對(duì)周圍的環(huán)境進(jìn)行情境可視化。在建設(shè)地下設(shè)施的時(shí)候，在挖開地面之前，建筑工人可能會(huì)想知道地下埋的究竟是什么，比如電線、煤氣罐等等。在開始挖掘地面之前，工人們希望有一個(gè)三維可視化場(chǎng)景與工地相疊加。在遠(yuǎn)程協(xié)助場(chǎng)景中，工人們需要尋求幫助，但是這位可以提供幫助的專家此時(shí)正在其他洲，不能親自到場(chǎng)來協(xié)助工人。面對(duì)這一狀況，人們需要自發(fā)地創(chuàng)建一個(gè)三維模型。該三維模型的創(chuàng)建不僅要非常迅速，還要極為精準(zhǔn)。即使是在反光表面、玻璃或者是透明表面這樣比較難加工的材質(zhì)上，該模型的創(chuàng)建也要做到快速和準(zhǔn)確。

以下這種情況正變得越來越常見。迪特•斯馬爾斯逖克在演講中舉例道，在一個(gè)有機(jī)器、有嵌入式傳感器的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，當(dāng)人員去執(zhí)行任務(wù)，做一些維護(hù)或檢查等事情時(shí)，他們手頭沒有現(xiàn)成的可用信息，但是他們可以通過網(wǎng)絡(luò)從位于其他地方的指揮控制中心去檢索這些信息。當(dāng)他們實(shí)際處于某個(gè)任務(wù)執(zhí)行位置時(shí)，他們需要迅速理解所看到的信息。這種對(duì)信息的快速理解可以通過對(duì)環(huán)境的精準(zhǔn)定位，以及在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的地方迅速疊加可視化來實(shí)現(xiàn)。

“也許在您地下室的某個(gè)地方有一個(gè)傳感器，這個(gè)傳感器可以提供讀數(shù)，比如冷卻系統(tǒng)的熱讀數(shù)。”迪特•斯馬爾斯逖克在演講中舉例道，“然后這個(gè)可視化的數(shù)據(jù)就顯示在冷卻系統(tǒng)的旁邊，這樣用戶就可以知道他所擁有的五個(gè)冷卻系統(tǒng)中，哪一個(gè)是即時(shí)系統(tǒng)。”迪特•斯馬爾斯逖克表示，這對(duì)于人類用戶來說，毫不費(fèi)力地就可以實(shí)現(xiàn)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將有更廣闊應(yīng)用空間

這些關(guān)于情境可視化的例子非常具有說服力。迪特•斯馬爾斯逖克在演講中指出，以上幾個(gè)案例有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是情境可視化都把數(shù)據(jù)帶回了現(xiàn)實(shí)世界。由此可見，情境可視化與其他可視化不同的一點(diǎn)就是，情境可視化可以回到現(xiàn)實(shí)世界，它會(huì)轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)所屬的位置。

目前，迪特•斯馬爾斯逖克正在研究這一新興領(lǐng)域。在他看來，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用將不僅僅局限于純粹的娛樂領(lǐng)域，該技術(shù)將有更廣闊的應(yīng)用空間。迪特•斯馬爾斯逖克坦言：“精靈寶可夢(mèng)是一款非常有趣的游戲，但它并不是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的終點(diǎn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也可以成為工業(yè)界和情境可視化領(lǐng)域的重要工具。”

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一個(gè)充滿精髓的領(lǐng)域。迪特•斯馬爾斯逖克認(rèn)為，該技術(shù)的應(yīng)用只是一個(gè)開始，人們需要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行更多的投入。

“我們需要更好的顯示屏，需要更好的云計(jì)算能力，我們還需要對(duì)用戶進(jìn)行教育，來提高他們的可視化素養(yǎng)。”迪特•斯馬爾斯逖克表示，“我們需要樣式、慣例和最好的實(shí)踐來展示情境可視化中的事物。”

迪特•斯馬爾斯逖克繼續(xù)談道，人們還需要支持增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)響應(yīng)式設(shè)計(jì)的軟件框架。“要知道，移動(dòng)網(wǎng)站的響應(yīng)式設(shè)計(jì)意味著，在每臺(tái)設(shè)備上，在每一個(gè)屏幕尺寸上，你都能得到合適的圖片。

迪特•斯馬爾斯逖克表示，人們需要同樣的東西來處理現(xiàn)實(shí)世界中諸多不同的情況，進(jìn)而查看增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)容。“這將是一個(gè)亟待解決的重要問題。”迪特•斯馬爾斯逖克說道。

作者丨張依依

編輯丨邱江勇

美編丨馬利亞