虚拟现实技术

　　虚拟现实，真实幻觉(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

　　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一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。它是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)丰要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

　　虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角(宽视野)立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。

　　实时三维计算机图形

　　相比较而言，利用计算机模型产生图形图像并不是太难的事情。如果有足够准确的模型，又有足够的时间，我们就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但是这里的关键是实时。例如在飞行模拟系统中，图像的刷新相当重要，同时对图像质量的要求也很高，再加上非常复杂的虚拟环境，问题就变得相当困难。

　　显示

　　人看周围的世界时，由于两只眼睛的位置不同，得到的图像略有不同，这些图像在脑子里融合起来，就形成了一个关于周围世界的整体景象，这个景象中包括了距离远近的信息。当然，距离信息也可以通过其他方法获得，例如眼睛焦距的远近、物体大小的比较等。在VR系统中，双目立体视觉起了很大作用。用户的两只眼睛看到的不同图像是分别产生的，显示在不同的显示器上。有的系统采用单个显示器，但用户带上特殊的眼镜后，一只眼睛只能看到奇数帧图像，另一只眼睛只能看到偶数帧图像，奇、偶帧之间的不同也就是视差就产生了立体感。

　　用户(头、眼)的跟踪：在人造环境中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，而用户也是如此。用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。跟踪头部运动的虚拟现实头套：在传统的计算机图形技术中，视场的改变是通过鼠标或键盘来实现的，用户的视觉系统和运动感知系统是分离的，而利用头部跟踪来改变图像的视角，用户的视觉系统和运动感知系统之间就可以联系起来，感觉更逼真。另一个优点是，用户不仅可以通过双目立体视觉去认识环境，而且可以通过头部的运动去观察环境。

　　在用户与计算机的交互中，键盘和鼠标是目前最常用的工具，但对于三维空间来说，它们都不太适合。在三维空间中因为有六个自由度，我们很难找出比较直观的办法把鼠标的平面运动映射成三维空间的任意运动。现在，已经有一些设备可以提供六个自由度，如3Space数字化仪和SpaceBall空间球等。另外一些性能比较优异的设备是数据手套和数据衣。

　　声音

　　人能够很好地判定声源的方向。在水平方向上，我们靠声音的相位差及强度的差别来确定声音的方向，因为声音到达两只耳朵的时间或距离有所不同。常见的立体声效果就是靠左右耳听到在不同位置录制的不同声音来实现的，所以会有一种方向感。现实生活里，当头部转动时，听到的声音的方向就会改变。但目前在VR系统中，声音的方向与用户头部的运动无关。

　　感觉反馈

　　在一个VR系统中，用户可以看到一个虚拟的杯子。你可以设法去抓住它，但是你的手没有真正接触杯子的感觉，并有可能穿过虚拟杯子的“表面”，而这在现实生活中是不可能的。解决这一问题的常用装置是在手套内层安装一些可以振动的触点来模拟触觉。

　　语音

　　在VR系统中，语音的输入输出也很重要。这就要求虚拟环境能听懂人的语言，并能与人实时交互。而让计算机识别人的语音是相当困难的，因为语音信号和自然语言信号有其“多边性”和复杂性。例如，连续语音中词与词之间没有明显的停顿，同一词、同一字的发音受前后词、字的影响，不仅不同人说同一词会有所不同，就是同一人发音也会受到心理、生理和环境的影响而有所不同。使用人的自然语言作为计算机输入目前有两个问题，首先是效率问题，为便于计算机理解，输入的语音可能会相当啰嗦。其次是正确性问题，计算机理解语音的方法是对比匹配，而没有人的智能。

　　2014年，Facebook以20亿美元收购Oculus公司。那时的Oculus不过是一家由年仅20岁的创业者建立不到两年尚未大范围销售产品的创业公司，主攻方向是虚拟现实。此后，大量的创业者和风险资金投入到虚拟现实产业(超过8亿美元)，A股公司暴风科技、联络互动等也在其中。一时间，各类头戴式显示设备、相对廉价的智能手机虚拟现实眼镜架、增强现实眼镜纷纷公布。暴风科技参股公司暴风魔镜11月18日发布两款VR(虚拟现实)新品：暴风魔镜一体机“魔王”、暴风魔镜4。在暴风魔镜新品上市之际，暴风科技因停牌并未表现，但水晶光电、顺网科技、歌尔声学、水晶光电、华力创通、利达光电等相关概念股一度大涨。

　　数据显示，有11只虚拟现实概念股在三季度得到了“国家队”的青睐，其中京东方A得到了汇金和证金的一致青睐，中央汇金大举买入了水晶光电，以3.11%的持股比例晋升为该公司的第一大股东，另外，乐视网、歌尔声学、天音控股等个股的前十大流通股东榜单上均出现汇金的身影，这说明虚拟现实概念使光电行业上市公司备受关注。中金公司、招商证券等机构在研报均表达了对虚拟现实概念股后市的乐观。他们一致认为该行业目前处于爆发前夜，在多重利好因素的刺激下，相关股票后市有望继续展开猛烈上涨。

　　由此可见，虚拟现实将成为科技创业领域的热点，变成各大科技巨头的下一个战场，虚拟现实技术完全是基于光电技术和信息技术的发展的，光电产业又将迎来一次大的发展机遇。

　　据媒体报道，近期三星和Facebook联合推出了一款全新的Gear VR虚拟现实头盔。该虚拟现实头盔能够很好地和众多三星旗舰智能手机的高清屏幕搭配使用。用户通过Micro USB接口将智能手机连接到头盔上，观看视频时就可以实现穿越时空，身临其境。同样，美国谷歌公司也推出了一款适用于安卓设备的简易版虚拟现实头盔——谷歌纸板;Facebook公司研究推出其专属的虚拟现实头盔Oculus Rift。 业内人士认为，伴随面向消费市场的硬件和内容的批量上市，2016年虚拟现实(VR)有望迎来小爆发;预计到2020年，全球头戴VR设备年销量将达4000万台左右，市场规模约400亿元，加上内容服务和企业级应用，市场容量超过千亿元;长期来看，万亿可期。

　　业内一些上市的虚拟现实概念企业：

　　水晶光电(002273)公司属于光学光电子行业，并位于光学光电子产业链上游，主要从事光学光电子元器件研发、生产和销售，主导产品光学低通滤波器和红外截止滤光片是数码相机、可拍照手机摄像头及其它数字摄像头镜头系统的核心部件。两大产品产销量居全球前列。

　　利达光电(002189)利达光电将来会是长安汽车抬头显示的独家供应商，目前也是暴风墨镜的主要供应商，公司战略布局良好;

　　奥普光电(002338)分布式控制多点3D传感服务测量与建模，飞行员头部高精度测量与建模;

　　歌尔声学(002241)作为Oculus、索尼、乐视独家头盔供应商，虚拟显示领域之外，歌尔还涉及互联网智能音响以及各种传感器的制造，其500亿的市值仍然处于被低估状态。

　　三安光电(600703)虚拟显示投影设备

　　天音控股(000829)天音通信参股暴风魔镜。不仅仅手机传统分销商，而是几大入口的平台公司。

　　易尚展示(002751)分布式控制多点3D传感服务测量与建模。