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　　大家好！我叫郭志奇，來自于北京航空航天大學(xué)，主要從事VR/MR在航空航天領(lǐng)域的研發(fā)和技術(shù)應(yīng)用。

　　VR/AR聽起來印象更多的是游戲或者影視行業(yè)，但是在航空航天該怎么應(yīng)用？這是我們一直關(guān)注的事情。從歷史脈絡(luò)來看，VR、AR最早在航空航天起家，因?yàn)樗膽?yīng)用價(jià)值就是從這體現(xiàn)出來的。

　　今天很感謝中央美院，還有北京航空航天學(xué)會(huì)給我們一個(gè)機(jī)會(huì)跟大家分享我們正在做的一些工作。航空航天領(lǐng)域應(yīng)用VR、AR的視頻：有使用過程，VR、AR的支持。

　　什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？這個(gè)概念從兩個(gè)角度說：狹義上是是指當(dāng)下市場(chǎng)流行的“ＶＲ”設(shè)備和產(chǎn)品，自二十世紀(jì)五十年代起進(jìn)入科研領(lǐng)域、在二十一世紀(jì)尤其是近幾年才逐漸取得較大進(jìn)展的現(xiàn)代技術(shù)。廣義上是指在漫長人類歷史進(jìn)程中，人類通過實(shí)踐活動(dòng)產(chǎn)的一系列營造虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的技術(shù)總稱。

　　狹義虛擬現(xiàn)實(shí)概念包括三個(gè)部分：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）。各位專家和領(lǐng)導(dǎo)在不同的角度已經(jīng)了解過一些這樣的概念了。

人機(jī)混合智能系統(tǒng)

　　通過兩個(gè)具體的案例來介入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在航空航天領(lǐng)域具體應(yīng)用場(chǎng)景，一個(gè)是VR，一個(gè)是MR，分別對(duì)應(yīng)著虛擬現(xiàn)實(shí)衛(wèi)星在軌維護(hù)，一個(gè)是載人航天空間誘導(dǎo)維修應(yīng)用。

　　兩個(gè)案例：

　　1. 通過VR進(jìn)行衛(wèi)星的在軌維護(hù)。在宇宙空間中，不管是衛(wèi)星或空間站都會(huì)發(fā)生一些故障，故障發(fā)生之后航天員去維修成本非常高甚至不可行，我們都會(huì)采用機(jī)器人的手段。采用機(jī)器人手段必須采用VR技術(shù)手段作為媒介輔助機(jī)器人的操作。

　　2.MR混合現(xiàn)實(shí)的案例在我國的空間站已經(jīng)在采用，空間站有各種各樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對(duì)航天員來說通過地面進(jìn)行維修，工作量很大，而且對(duì)他們來說心里負(fù)擔(dān)也很嚴(yán)重。所以很多工作是需要帶一個(gè)維修手冊(cè)，電子維修手冊(cè)純平面形式掌握起來比較困難，我們目前借助混合現(xiàn)實(shí)的技術(shù)進(jìn)行操作。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)從最早期有人類活動(dòng)的時(shí)候，通過在受眾腦海中，營造虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，這樣的技術(shù)叫做虛擬現(xiàn)實(shí)。包括早期的巫術(shù)、藝術(shù)創(chuàng)作，進(jìn)入現(xiàn)代化一些數(shù)字化的模擬，VR模擬，都是虛擬現(xiàn)實(shí)的過程。

       比如原始社會(huì)通過一些行為的動(dòng)作能夠引起人們的一些想象和構(gòu)想，把人們引導(dǎo)進(jìn)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)空間。文字和符號(hào)產(chǎn)生之后，也會(huì)通過一些文學(xué)作品、美術(shù)、圖畫、音樂也可以把人們引導(dǎo)入一個(gè)構(gòu)想性或者是不存在的空間。到了數(shù)字化模擬時(shí)代，特別是上個(gè)世紀(jì)在網(wǎng)絡(luò)普及之后，尤其是以網(wǎng)絡(luò)游戲?yàn)榈湫痛?，讓人們?cè)谝粋€(gè)虛擬的空間中已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)超現(xiàn)實(shí)、超次元、二次元的空間，這是虛擬現(xiàn)實(shí)的前三個(gè)階段。

　　VR階段是進(jìn)入更高級(jí)別的階段，這個(gè)階段之后人們已經(jīng)不再通過一些平面的媒介來進(jìn)行感官刺激，通過人-機(jī)-環(huán)境實(shí)時(shí)交互對(duì)我們要傳達(dá)事情進(jìn)行一些構(gòu)造。從這四個(gè)角度來看，我們正在完成一個(gè)閉環(huán)。

　　最早開始，人們形成對(duì)虛擬空間的構(gòu)想是直接產(chǎn)生。隨著人類發(fā)展，通過語言、符號(hào)、數(shù)字化信息作為中間媒介；到了VR階段反而回到了起點(diǎn)，通過最直接的感官刺激，聽覺、視覺、嗅覺甚至人腦接口直接進(jìn)行交互。

　　從虛擬現(xiàn)實(shí)美學(xué)特征上包括三個(gè)最重要的特性：交互性、逼真感和沉浸感。逼真感是虛擬現(xiàn)實(shí)最重要的一個(gè)基礎(chǔ)。

　　逼真感：構(gòu)造前所未有，難以分辨真假的環(huán)境，是在航空航天領(lǐng)域是首先應(yīng)用的。我們需要讓人們體驗(yàn)在太空中是一個(gè)什么樣的狀態(tài)，需要搭建一個(gè)完全逼真的太空環(huán)境，這是通過模型來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在VR可以幫助宇航員感受到在太空一樣的感覺。這個(gè)也是我們?cè)谧鱿嚓P(guān)設(shè)計(jì)和分析的時(shí)候，不管背景怎樣，也是要盡可能逼近真實(shí)。

　　沉浸感：VR里邊最重要的一個(gè)特性是沉浸感，讓人所有的感官都會(huì)面向虛擬世界進(jìn)行展開。這樣才會(huì)把所有的人的潛力激發(fā)出來。我們做的關(guān)于航空的修復(fù)培訓(xùn)項(xiàng)目，今天看是平面，實(shí)際上是VR環(huán)境里進(jìn)行學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的過程。人員像是在真實(shí)機(jī)艙環(huán)境進(jìn)行實(shí)際的操作。有沉浸的感覺，跟真機(jī)上操作的感覺是很像，所以會(huì)帶給參與者最直觀的一個(gè)效果。

　　交互性：虛擬現(xiàn)實(shí)一大本體特性，它像游戲一樣，越來越多航空航天項(xiàng)目要引入VR技術(shù)，因?yàn)榻换バ詭韽?qiáng)烈的游戲心理體驗(yàn)美感。我們通過最直接的手勢(shì)交互，讓人們快速進(jìn)入物體和場(chǎng)景，產(chǎn)生一種交互關(guān)系。這種環(huán)節(jié)展開了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺多個(gè)維度。后邊會(huì)再加入味覺、皮膚的觸感。所以交互性也是讓人們體驗(yàn)VR場(chǎng)景的時(shí)候會(huì)帶來一個(gè)強(qiáng)烈美感的特點(diǎn)。

　　VR美學(xué)新趨勢(shì)：

　　首先是數(shù)據(jù)捕捉精準(zhǔn)化，除了常見的動(dòng)作捕捉，還有追蹤人的影子，體感。感知渠道從外在的感覺獲得，到腦機(jī)接口直接從神經(jīng)和VR環(huán)境進(jìn)行交互；數(shù)據(jù)運(yùn)算、包括云計(jì)算和邊緣計(jì)算，邊緣協(xié)同是現(xiàn)在VR的發(fā)展方向，也是在數(shù)據(jù)計(jì)算里邊重要的一個(gè)技術(shù)點(diǎn)；數(shù)據(jù)傳輸隨著計(jì)算量增大，數(shù)據(jù)傳送量通過無限壓縮和5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸可視化的研究。

　　VR應(yīng)用中對(duì)美學(xué)設(shè)計(jì)，總結(jié)來說VR正在經(jīng)歷三個(gè)階段：早期實(shí)踐、初步發(fā)展、持續(xù)發(fā)展。隨著技術(shù)的發(fā)展，VR技術(shù)存在數(shù)據(jù)捕捉精準(zhǔn)化、感知渠道多元化、數(shù)據(jù)運(yùn)算能力強(qiáng)化和數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)化四個(gè)美學(xué)新趨勢(shì)。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)是人類發(fā)展美學(xué)對(duì)人類思維活動(dòng)的認(rèn)知，探討人類自身發(fā)展的可行性。除了航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用，也在做其他領(lǐng)域的探索：比如數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域—立體幾何，沉浸式交互環(huán)境中可以體驗(yàn)到VR對(duì)學(xué)習(xí)者和參與者帶來的強(qiáng)烈的沖擊，包括還有在其他的一些領(lǐng)域，火電廠、物流行業(yè)、不太方便進(jìn)行直接來操作培訓(xùn)的核工業(yè)領(lǐng)域等等。

　　謝謝大家！

　　致臻在工業(yè)化VR方面的設(shè)計(jì)開發(fā)，有沒有考慮和一些藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合的點(diǎn)？

　　郭志奇：因?yàn)閷?shí)際上VR，AR是飛行器設(shè)計(jì)和藝術(shù)之間的天然橋梁，因?yàn)閂R是交叉融合的學(xué)科。我們現(xiàn)在所開發(fā)的VR軟件，除了滿足對(duì)飛行器的功能設(shè)計(jì)的需求之外，有一個(gè)很大的考量，就是一定要保證他們的工作也充滿了美感。

　　當(dāng)然從工業(yè)角度來說，這個(gè)軟件也會(huì)增加很多圖形渲染的引擎，包括材質(zhì)、涂層、燈光、3D美學(xué)元素等等，但是我們這一塊相對(duì)其他的一些更對(duì)美學(xué)更加專業(yè)的軟件可能會(huì)有所區(qū)別，我們更關(guān)注的，還是從整個(gè)工業(yè)的角度來考慮美學(xué)的需求。