虚拟现实技术（一）

　　谈及虚拟现实，总是伴随着无数的专有名词和犹如雨后春笋般的创业公司。本文从虚拟现实的基本概念出发，从头梳理，看清本质，分析虚拟现实的专利保护状况、发展现状以及发展趋势，探讨虚拟现实的专利保护需求等，以供读者深入了解虚拟现实。

　　虚拟现实简介 

　　（一）虚拟现实的基本概念 

　　虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，即利用计算机技术模拟产生三维的虚拟世界，让使用者及时、没有限制地感知虚拟空间内的事物，虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的，具有视、听、触、嗅、味觉等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，从而产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。[1]它的出现将改变人类的生活方式。 

　　（二）虚拟现实的基本特征 

　　VR有三个核心特征：沉浸感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。 

　　沉浸感是虚拟现实最重要的基本特征，沉浸感就是让人沉浸到虚拟的空间之中，脱离现有的真实环境，获得与真实世界相同或相似的感知，并产生“身临其境”的感受。 

　　交互性是虚拟现实的实质特征，交互性就是通过硬件和软件设备进行人际交互，包括用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。 

　　构想性是虚拟现实的最终目的之一，构想性是指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。 

　　（三）虚拟现实的使用场景 

　　虚拟现实的使用场景可以按消费级市场和企业级市场划分，消费级市场集中在视频、游戏场景。企业级市场则主要在军事、医疗、教育等场景。 

　　消费级市场：视频和游戏是虚拟现实的桥头堡。

　　企业级市场：虚拟现实应用广泛，其中军事训练相当成熟。

　　[1]参见：王禹媚，虚拟现实（VR）：一场必胜的持久战，证券研究报告，2015年10月。 


　　虚拟现实的发展情况 

　　（一）虚拟现实的发展历史 

　　VR历史上经历了三次热潮。第一次热潮发生在20世纪60年代，最终建立VR的基础原理和产品光学构造。第二次热潮发生在20世纪90年代，是一次如火如荼的商业化热潮，但最终没能获得成功。第三次热潮源于2014年Facebook 20亿美元收购Oculus，三星、HTC、索尼等科技巨头组团加入，让人们看到了这个行业的蓬勃发展；国内，目前已经出现数百家VR领域创业公司，覆盖全产业链环节，例如交互、摄像、现实设备、游戏、视频等。VR商业化进程在全球范围内得到加速。

　　（二）虚拟现实在各国的发展情况 

　　美国是虚拟现实技术的发源地。Virtual Reality是由美国VPL公司创建人拉尼尔在20世纪80年代初提出。虚拟现实系统最早源于美国军方的作战模拟系统，20世纪90年代初逐渐成为各界所关注并且在商业领域得到了进一步的发展。由于虚拟现实技术目前正处于发展阶段，因而进入该领域的企业不仅有IBM、微软这样的大型公司，也有一批有活力的中小型公司。目前美国在虚拟现实领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。 

　　在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中日本是比较活跃的国家之一，主要致力于建立大规模VR知识库的研究。另外在虚拟现实的游戏方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件是从美国进口的。 

　　在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备（包括触觉反馈）设计和应用研究方面，在欧洲英国是领先的。欧洲其他一些较发达的国家如：荷兰、德国、瑞典等也积极进行了VR的研究与应用。 

　　中国的VR技术的研究起步于20世纪90年代初。随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，VR技术得到相当的重视。国家层面和国内众多机构都在进行VR的研究和应用，取得了一系列研究成果。国内具有数十个虚拟现实研究机构，大多分布于大学里，也有部分公司开始涉入。 

　　（三）虚拟现实在发展过程中的瓶颈问题 

　　1.虚拟现实设备不舒适感 

　　目前虚拟现实设备普遍容易造成用户身体不适。首先是晕眩问题，由于画面质量不高、模拟晕眩症、延迟晕眩症这三大主因的存在，使得晕眩感成为虚拟现实技术发展的瓶颈问题，也是虚拟现实技术发展急需要解决的问题。其次就是佩戴的舒适度，虚拟现实装置作为一款尚未成熟的可穿戴设备，用户长期佩戴中难免会因面部压迫而感到不适，在硬件体积和佩戴体验方面仍亟待提升。 

　　2.平台兼容性差，缺乏统一的标准 

　　例如对于PC平台来说，由于目前尚未出现领头羊来制定相关的软硬件标准，导致众多第三方厂商止步于混乱的市场现状。举步维艰的虚拟现实也正是因此陷入了“死循环”中。 

　　3.交互方式落后，外设难寻突破 

　　从虚拟现实游戏领域来说，虚拟现实设备若想真正带给消费者毫无障碍的沉浸式体验，需要一部能够完全追踪手部动作的外部设备（简称“外设”）来支持。 

　　[2]同1。