許多人都體驗過虛擬現實（VR）。在商場的某個角落里，體驗者戴著頭盔、坐著專屬座椅暢游在一個傳統感知邏輯下頭盔和座椅根本無法支撐的奇妙世界里。

然而，娛樂只是虛擬現實侵入人們生活的冰山一角。在11月22日舉辦的“產業前沿技術大講堂”第十期活動中，中國工程院院士趙沁平展示了“VR+”技術與產業的全景圖。他表示，虛擬現實會帶來新的發展思維和技術途徑，人們所感知的世界將分為真實、虛擬兩種模式，或者虛實混合的新世界。

“虛擬現實是一項可能的顛覆性技術，到底能不能顛覆？”趙沁平說，“看科技創新。”

顛覆傳統感知方式

所謂虛擬現實，是指用計算機及其他相關技術構造一個等同于現實世界某一對象或某一范圍物理空間的虛擬環境，借助虛擬現實裝備產生類似真實環境下的視覺、觸覺等。

虛擬現實將在哪些方面產生顛覆性影響？趙沁平概括了六個方面：傳統二維顯示向3D顯示升級；突破屏幕顯示的物理尺寸，實現360度或720度顯示；實現人機交互，由鍵盤鼠標的交互發展成為人和虛擬環境的自然交互；構造任意時空物理世界實物的虛擬孿生；促使各行業出現全新的實驗和驗證平臺；互聯網的新入口與新社交環境。

趙沁平描述了一個“VR+社交”的應用場景，“互聯網通過郵件交互交往，如果虛擬現實在互聯網中的應用做到一定程度，你和朋友的交互就可以約定在某個想要的虛擬環境中，比如在頤和園，也就是說可以實現‘約會’”。

虛擬現實會對未來新的計算平臺、信息技術支撐平臺、互聯網入口與交互環境及媒體產生深遠影響。趙沁平說：“目前我們看電視節目的時候是被動式，放什么看什么，全屏直播，如果虛擬現實在這方面的應用成熟，觀眾可以主動選擇觀看角度，定格回放，還可以盯著自己喜歡的球員看，這是以后的發展趨勢。”

經過幾十年的發展，虛擬現實在軍事、航空航天、裝備制造、智慧城市、醫療、教育等領域已經獲得多項創新成果，成為行業發展新的技術支撐平臺。趙沁平表示，“‘VR+’已經成為一個行業趨勢，各方面都可以應用，跟‘互聯網+’是一樣的。”

賦能多領域產業

每一項科學技術都有特定的應用領域，趙沁平表示，“虛擬現實主要在各行業的規劃、設計評價、訓練體驗等方面發揮作用。”虛擬現實在航空航天領域的應用屬于比較早的，飛機座艙的功效、起飛時陽光對座艙駕駛員的影響都可以通過VR的沉浸式體驗進行設計和改進。在安防、軍事、教育、電商、文化保護、智慧城市等領域，虛擬現實技術也都具有較強的應用價值。

以安防為例，趙沁平展示了VR在該領域的“一個虛實結合”的應用。他表示，當前，實際應用中攝像頭的成像視頻只能覆蓋到有光照的地方，“周圍是什么，無從知道，通過虛擬現實技術可以把周圍的環境‘找’出來”，使得黑暗的地方變得可見，從而相對清晰地呈現出攝像頭的周圍環境。目前，這項技術已經在多地投入使用。

此外，醫學上要構造虛擬人體，虛擬人體是什么？趙沁平闡述道，就是對真實人體進行動靜態多樣采集，通過物理建模、生理建模構建數字化人體。現階段的虛擬人體主要著力于幾何特征和物理特征，VR能將虛擬人體的構造拓展到生理和智能層面。

虛擬人體將對醫學研究和實踐發揮重要作用。首先是轉化醫學的新型實驗平臺，基礎醫學研究或新藥研發可以從動物、志愿者身上遷移到虛擬人體。除此之外，虛擬現實在康復和心理治療方面也有較大的用武之地。

虛擬現實在醫學領域的顛覆性依賴于虛擬人體生理特征的完善程度。趙沁平表達了一個極具突破性的愿景，即孩子出生后，有一個完全等同于他的數字化虛擬孿生體伴隨其同步成長，醫療試驗全部在建立起來的生理模型上完成。“當然，這里有大量科學研究的理論技術問題，有待科技人員進行大量的工作。”

趙沁平表示，長遠來看，虛擬現實的發展將形成三類新型產業：行業類、大眾消費類和專業化的VR產業。

走向智能化

虛擬現實技術給工業信息技術帶來的變化主要體現在仿真、虛擬樣機、過程模擬等方面。趙沁平表示，過去的仿真技術是數字仿真、過程仿真，而由于高性能計算和圖形圖像技術的發展，虛擬現實技術使得仿真開始朝著圖形圖像、物理、生物以及智能的方向發展；虛擬現實讓虛擬樣機產生了沉浸式體驗，可以對虛擬裝備進行維護訓練，包括逆向分析、企業和生產的格式化管理等。

技術上，虛擬現實主要包含數據獲取、分析建模、繪制呈現、傳感交互四個方面。趙沁平介紹道，“這四個方面涉及軟件、硬件、平臺還有規范標準，是一個高度綜合的交叉科學技術領域。”

在談到VR在新一代人工智能（AI）發展中扮演的角色時，趙沁平告訴《中國科學報》記者，VR發展到現在，與人工智能實際上是高度融合的發展態勢，“虛擬現實正在從原來的‘3I’特性（沉浸感、交互性、構想性）發展到‘4I’，第四個‘I’就是智能，智能化是今后虛擬現實的發展趨勢。”

趙沁平解釋道，虛擬現實與人工智能的融合體現在三個方面，一是建模，傳統模型實質上注重幾何、物理特性，現在開始朝人體、智能方向邁進；二是交互，從自然交互走向智能交互，“智能交互就是對交互的識別和理解”；三是虛擬現實軟件、生產的智能化。

“以后，這兩個技術將會‘你中有我，我中有你’并行發展。”趙沁平說。