“仪科知多少”第十一期 | 朱利丰:眼见亦可虚——虚拟现实与人机交互

编辑:李嘉懿审核:李嘉懿发布时间:2022-05-10浏览次数:294

虚拟现实技术(简称VR),又称虚拟环境、灵境或人工环境,是指利用计算机生成一种可对参与者直接施加视觉、听觉和触觉感受,并允许其交互地观察和操作的虚拟世界的技术。近年来,国际科研技术领域上掀起了一股虚拟现实技术的热潮。

今天我们有幸邀请到了朱利丰老师,请他向我们详细介绍虚拟现实技术。


01 人物介绍

朱利丰 博士生导师,副教授(副研究员)

近年来作为主要科研人员,主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、国家重点研发计划子课题各1项;先后发表学术论文30余篇,其中SCI论文20余篇,单篇论文被SCI他引100余次。曾获教育部科技进步一等奖一项,第21届亚洲图形学大会唯一最佳论文奖。科研方向:主要从事虚拟现实与人机交互、医用机器人技术的研究。


02 采访内容

Q1 朱老师您好,虚拟现实与人机交互近年来非常受欢迎,能不能简单给我们介绍一下虚拟现实与人机交互技术以及它的发展现状? 

朱:其实早在上个世纪就已经出现了虚拟现实技术,但那时的显示技术和计算技术没有跟上,最近受到欢迎是因为这些技术都逐渐成熟,能够支持虚拟现实技术的发展。虚拟现实技术的发展其实要得利于计算机图形软硬件技术的发展。简单来说,虚拟现实技术是多种技术的综合。譬如说交互技术,人与虚拟现实模型可以进行交互,并产生与真实世界中相同的反馈信息,使人们获得和真实世界中一样的感受。当人们需要构造当前不存在的环境(合理虚拟现实)、人类不可能达到的环境(夸张虚拟现实)或构造纯粹虚构的环境(虚幻虚拟现实)以取代需要耗资巨大的真实环境时,就可以利用虚拟现实技术。发展现状的话,其实Meta公司在强推这种技术,在技术层面上他们也是领头羊之一,在这个领域上付出了很多精力财力。现在国内,虚拟现实也有在制造业、医学上的应用,利用交互技术模型,能够提高信息的呈现效率。


Q2 我还想了解一下在这项技术中,虚拟现实与人机交互主要有哪些感官交互,这项技术在感官上的发展有哪些瓶颈?

朱:听觉,视觉,触觉上都有非常广泛的应用,譬如说在触觉上,虚拟现实系统让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力,从而产生身临其境的感觉。目前了解到的一个比较大的瓶颈问题就是使用时间过长会让人感到头晕,恶心。在虚拟现实中,相较于现实会有部分延迟,眼前所见与现实发生不一致,会导致人感官上的不适,生理上的不舒服。要克服这些问题,需要学科交叉,比如心理学认知方面的技术交叉才能够攻克这些问题。再者,困难就是搭建模型消耗大量的人力,其中包括美术方面的专业人员,这就导致了成本过高。此外计算机视觉技术三维几何重建技术的不成熟也导致了虚拟现实交互的局限性。


Q3 请问一下朱老师,作为大学生,我们想要在此领域上更进一步研究,对能力有什么要求吗?

朱:第一个应该是理论功底,深厚的数学功底,物理功底,计算功底其他有关理论基础的功底可以大大的赋能不同的虚拟现实应用。第二个则是软硬件功底,软件上c++是率最高也是最灵活的语言,运用非常广泛,在技术的开发中也是必要的,在人工智能上Python的使用也非常广泛,比如虚拟现实中的视觉处理技术,嵌入式开发都需要用到Python语言。硬件上通过开发不同的驱动单元执行结构也可以为虚拟现实交互带来不同的新工具。第三个则是艺术设计素养,比如在虚拟现实里一些场景模型的构建都需要艺术设计能力。

最后,希望同学们能在某几个方面有所发展,去勇敢地挑战一些瓶颈问题。


03 总结

非常感谢朱老师的回答,虚拟现实技术领域能够给人们的生活生产带来极大的便利,值得钻研,但同时仍存在技术性和瓶颈性问题需要解决,这也说明作为大学生的我们要共同努力,攻坚克难

来源|东大仪科公众号