虛擬現(xiàn)實是當下科技行業(yè)最熱門的話題之一，今年被業(yè)界稱之為VR元年。近日，淘寶推出的“Buy+”VR購物的視頻，更是刷爆朋友圈。在視頻中，“Buy+”通過VR技術(shù)100%還原真實場景，用戶即使在家里，也可以戴上VR眼鏡，進入VR版淘寶，突破時間和空間的限制，各地商場隨便逛，各類商品隨便試。這段視頻的演示令人在驚嘆之余，也對VR購物充滿期待。其實，在VR購物進入百姓家之前，虛擬仿真技術(shù)早已在我們身邊。

什么是VR、AR

VirtualReality，虛擬現(xiàn)實，或稱靈境技術(shù)，實際上是一種可創(chuàng)建和體驗虛擬世界(VirtualWorld)的計算機系統(tǒng)。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制等接口設備，在計算機上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)，其中，由計算機生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠極大地改變?nèi)藗兊纳罘绞剑梢栽谠O計、教育、影視娛樂等方面發(fā)揮強大的作用。特別是在影視娛樂方面，虛擬現(xiàn)實將給予人們前所未有的真實體驗。

AugmentedReality(增強現(xiàn)實，簡稱AR)技術(shù)：AR技術(shù)是計算機在現(xiàn)實影像上疊加相應的圖像技術(shù)，利用虛擬世界套入現(xiàn)實世界并與之進行互動，達到“增強”現(xiàn)實的目的。

3D小熊曾風靡網(wǎng)絡

許多市民還記得，去年一只白色的小熊頻頻出現(xiàn)在朋友圈里，只要用手機掃描二維碼，下載一款名為 “奇幻咔咔”的軟件，一只白色的3D小熊就會從手機屏幕上“蹦”出來，做各種可愛的動作，還可以同時實現(xiàn)拍攝功能，讓市民和這只白色小熊合影。這款名為 “奇幻咔咔”的軟件就是由青島本土一家玩具公司設計制作而成。這種類似于全息動漫的技術(shù)讓手機內(nèi)的動漫“活”了起來，在鏡頭外的市民可以和鏡頭內(nèi)的小熊實現(xiàn)互動，拍攝出一張合影。這種新奇的體驗模式，讓越來越多的人開始轉(zhuǎn)發(fā)和下載。據(jù)統(tǒng)計，累計2天的時間，這款軟件的下載量就已經(jīng)超過了300萬次，而這個軟件應用的正是虛擬現(xiàn)實中的AR技術(shù)。

VR眼鏡也可自己DIY

VR眼鏡是VR購物的必備條件，但是幾千塊錢的高昂價格讓很多人望而卻步，其實VR眼鏡并不需要多少高科技，普通人自己在家手工都能制作一個，成本在10元錢以內(nèi)。Google在官網(wǎng)提供了免費的紙盒完整設計教程和模板，以PDF格式存放，網(wǎng)友首先下載并打印出這份模板。另外，找來硬紙板，Google推薦使用長56厘米、寬22厘米以上，厚度為1.5毫米左右的瓦楞紙。根據(jù)下載的模板在瓦楞紙上剪出對應的形狀，并根據(jù)圖紙折疊起來，組裝好后在圖紙預留的位置加上一對45毫米焦距塑料雙凸透鏡，直徑25毫米或37毫米就行。

虛擬仿真技術(shù)走進課堂

VR購物，簡單地說，就是利用VR技術(shù)還原真實購物場景，讓用戶足不出戶就能逛街、試衣。視頻一出，引來不少網(wǎng)友調(diào)侃：“Buy+”的諧音正好是“敗家”，剁手族又要開啟新的“敗家”之路了。

VR購物讓人們對虛擬現(xiàn)實充滿了期待，其實虛擬現(xiàn)實離我們并不遙遠，它已走進了大學課堂。“點擊出航到印度洋，選擇將要觀測的站位，然后利用‘水溫觀測’進入儀器安裝固定情景，點擊工具欄‘雙手’將儀器斷開連接并將后蓋安裝好，再將儀器放至儀器架;點擊工具欄‘螺絲刀’將儀器在儀器架上固定，然后進入入水觀測環(huán)境。”昨天，在中國海洋大學國家級海洋學虛擬仿真實驗教學中心，學生們正在上水溫調(diào)查仿真實驗課。教學中心的陳旭老師告訴記者，水溫現(xiàn)場調(diào)查受海洋環(huán)境的限制，且儀器、船只等設備昂貴，學生實踐的時間有限。而通過水溫調(diào)查仿真實驗，學生可以在實驗室虛擬的 “真實”調(diào)查環(huán)境下，通過反復訓練，熟悉水溫調(diào)查觀測的整個流程、掌握主要觀測儀器CTD的設置、安裝與使用，具有虛擬現(xiàn)實的交互性和沉浸感，同時減少了現(xiàn)場調(diào)查可能導致的人員安全與設備損壞的風險，是現(xiàn)場調(diào)查實驗的重要補充。

“海上現(xiàn)場觀測和物理實驗實施極為困難，為了填補由于直接觀測和物理實驗室難于實現(xiàn)的海洋科學實踐教學的空白，海洋學教學團隊提出了海洋學虛擬實驗室建設項目。”陳老師說，他們搭建的虛擬實驗平臺是對于海洋現(xiàn)象和過程，借助于目前成熟的海洋數(shù)值模擬技術(shù)，引入目前在科學研究中取得高水平成果的高精度的數(shù)值模擬計算成果，采用人機互動方式，通過改變環(huán)境參數(shù)和初始條件及邊界條件的手段，在計算機上模擬一些常見海洋現(xiàn)象和過程，以可視化方式直觀展示海洋現(xiàn)象和過程。

記者“登船”漫游體驗

“海洋調(diào)查實驗需要依托調(diào)查船等教學平臺開展，但由于空間、船時等多方面限制，學生們對調(diào)查實驗的平臺認識并不清晰，對即將調(diào)查的站位分布及信息也并不了解。通過調(diào)查環(huán)境仿真實驗，讓學生可以在調(diào)查環(huán)境中漫游，學生可以選擇想要漫游的調(diào)查場景，并查看其中的設施。學生可以不計時間、不限次數(shù)進行調(diào)查環(huán)境仿真體驗，具有較高的訓練價值。”說著，陳老師就點開了海洋調(diào)查虛擬仿真教學軟件，點擊“調(diào)查船漫游”，記者就可在調(diào)查船及實驗室漫游，了解海洋調(diào)查平臺與環(huán)境。當點擊“視角”選項時，則可切換漫游環(huán)境;點擊“出航”可令調(diào)查船出發(fā);點擊右下角按鈕退出漫游。而且調(diào)查船在到達指定站位后，記者點擊站位布設信息查看，就可查看調(diào)查區(qū)域等深線及站位分布情況。點擊站位，可查看站位經(jīng)緯度及水深信息。記者發(fā)現(xiàn)，整個軟件設置所有的場景都很真實，操作起來就如同電腦游戲一般簡單易學。

“我們還有三維虛擬海洋信息仿真系統(tǒng)，這是一套基于三維虛擬地球模型的可實現(xiàn)全球海洋遙感及物理海洋數(shù)據(jù)三維動態(tài)可視化的軟件系統(tǒng)。”陳老師告訴記者，其主要功能就是三維虛擬地球模型下的基礎地理數(shù)據(jù)可視化、衛(wèi)星海洋數(shù)據(jù)掃描模式和格點模式可視化。該系統(tǒng)可實現(xiàn)全球海面溫鹽場、海面高度、風場和流場等海洋要素的三維顯示，進行上升流與風場的關(guān)系、中尺度渦的時空特征等實驗的分析和研究。三維虛擬海洋信息仿真系統(tǒng)能夠生動、形象地對海洋要素進行三維虛擬仿真和模擬，其功能將大大提升教學演示內(nèi)容的直觀性和交互性，使學生建立對海洋科學研究的濃厚興趣。

虛擬現(xiàn)實讓不可能變可能

“在以前，真實流動的復雜性使得理論求解極其困難，物模實驗又受實驗條件的制約，有較大的局限性。近20年來計算流體力學(CFD)迅速發(fā)展，已經(jīng)能夠解決大量復雜的實際流動問題。借助于CFD軟件，流體力學實驗教學，可以突破實驗條件的限制，研究更寬參數(shù)范圍的流動，并且獲得更全面的流場數(shù)據(jù)。”陳老師說，海洋中充滿了各種復雜的現(xiàn)象和動力過程，認識和了解海洋的主要手段一是海洋觀測，另一個則是利用數(shù)值模型進行模擬研究。海洋數(shù)值模式包括大洋環(huán)流模式，區(qū)域海環(huán)流模式、海浪模式和風暴潮模式等，是在一定的初始條件和邊界條件下，把基本方程離散化成差分方程，利用電子計算機來求解方程組以模擬出海洋動力過程，這是研究實際海洋環(huán)流的一種重要方法。而衛(wèi)星海洋實驗大量涉及海洋衛(wèi)星工作原理和數(shù)據(jù)獲取原理的部分。通過衛(wèi)星海洋學的相關(guān)實驗項目，通過自己動手，將教科書中抽象的原理具體化，有助于學生深入了解不同海洋衛(wèi)星傳感器獲取海洋信息的原理基礎。

國家級虛擬仿真實驗中心

近日，教育部下發(fā)了《教育部辦公廳關(guān)于批準北京大學考古虛擬仿真實驗教學中心等100個國家級虛擬仿真實驗教學中心的通知》，中國海洋大學海洋學虛擬仿真實驗教學中心入選。繼海洋地球科學虛擬仿真實驗教學中心之后，學校再添一個國家級虛擬仿真實驗教學中心。虛擬仿真實驗教學中心是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內(nèi)容，是學科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，核心是共享優(yōu)質(zhì)實驗教學資源，重點是建設信息化實驗教學資源。依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡通訊技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的虛擬實驗環(huán)境和實驗對象，實現(xiàn)真實實驗不具備或難以完成的教學功能，學生在虛擬環(huán)境中開展實驗，達到所要求的認知與實踐教學效果。