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　　大家好！我叫郭志奇，來自于北京航空航天大學，主要從事VR/MR在航空航天領域的研發(fā)和技術應用。

　　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用？這是我們一直關注的事情。從歷史脈絡來看，VR、AR最早在航空航天起家，因為它的應用價值就是從這體現(xiàn)出來的。

　　今天很感謝中央美院，還有北京航空航天學會給我們一個機會跟大家分享我們正在做的一些工作。航空航天領域應用VR、AR的視頻：有使用過程，VR、AR的支持。

　　什么是虛擬現(xiàn)實技術？這個概念從兩個角度說：狹義上是是指當下市場流行的“ＶＲ”設備和產(chǎn)品，自二十世紀五十年代起進入科研領域、在二十一世紀尤其是近幾年才逐漸取得較大進展的現(xiàn)代技術。廣義上是指在漫長人類歷史進程中，人類通過實踐活動產(chǎn)的一系列營造虛擬現(xiàn)實環(huán)境的技術總稱。

　　狹義虛擬現(xiàn)實概念包括三個部分：虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、混合現(xiàn)實（MR）。各位專家和領導在不同的角度已經(jīng)了解過一些這樣的概念了。

人機混合智能系統(tǒng)

　　通過兩個具體的案例來介入虛擬現(xiàn)實技術在航空航天領域具體應用場景，一個是VR，一個是MR，分別對應著虛擬現(xiàn)實衛(wèi)星在軌維護，一個是載人航天空間誘導維修應用。

　　兩個案例：

　　1. 通過VR進行衛(wèi)星的在軌維護。在宇宙空間中，不管是衛(wèi)星或空間站都會發(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，我們都會采用機器人的手段。采用機器人手段必須采用VR技術手段作為媒介輔助機器人的操作。

　　2.MR混合現(xiàn)實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驗設備，對航天員來說通過地面進行維修，工作量很大，而且對他們來說心里負擔也很嚴重。所以很多工作是需要帶一個維修手冊，電子維修手冊純平面形式掌握起來比較困難，我們目前借助混合現(xiàn)實的技術進行操作。

　　虛擬現(xiàn)實從最早期有人類活動的時候，通過在受眾腦海中，營造虛擬現(xiàn)實環(huán)境，這樣的技術叫做虛擬現(xiàn)實。包括早期的巫術、藝術創(chuàng)作，進入現(xiàn)代化一些數(shù)字化的模擬，VR模擬，都是虛擬現(xiàn)實的過程。

       比如原始社會通過一些行為的動作能夠引起人們的一些想象和構想，把人們引導進一個虛擬現(xiàn)實空間。文字和符號產(chǎn)生之后，也會通過一些文學作品、美術、圖畫、音樂也可以把人們引導入一個構想性或者是不存在的空間。到了數(shù)字化模擬時代，特別是上個世紀在網(wǎng)絡普及之后，尤其是以網(wǎng)絡游戲為典型代表，讓人們在一個虛擬的空間中已經(jīng)進入一個超現(xiàn)實、超次元、二次元的空間，這是虛擬現(xiàn)實的前三個階段。

　　VR階段是進入更高級別的階段，這個階段之后人們已經(jīng)不再通過一些平面的媒介來進行感官刺激，通過人-機-環(huán)境實時交互對我們要傳達事情進行一些構造。從這四個角度來看，我們正在完成一個閉環(huán)。

　　最早開始，人們形成對虛擬空間的構想是直接產(chǎn)生。隨著人類發(fā)展，通過語言、符號、數(shù)字化信息作為中間媒介；到了VR階段反而回到了起點，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行交互。

　　從虛擬現(xiàn)實美學特征上包括三個最重要的特性：交互性、逼真感和沉浸感。逼真感是虛擬現(xiàn)實最重要的一個基礎。

　　逼真感：構造前所未有，難以分辨真假的環(huán)境，是在航空航天領域是首先應用的。我們需要讓人們體驗在太空中是一個什么樣的狀態(tài)，需要搭建一個完全逼真的太空環(huán)境，這是通過模型來實現(xiàn)。現(xiàn)在VR可以幫助宇航員感受到在太空一樣的感覺。這個也是我們在做相關設計和分析的時候，不管背景怎樣，也是要盡可能逼近真實。

　　沉浸感：VR里邊最重要的一個特性是沉浸感，讓人所有的感官都會面向虛擬世界進行展開。這樣才會把所有的人的潛力激發(fā)出來。我們做的關于航空的修復培訓項目，今天看是平面，實際上是VR環(huán)境里進行學習和培訓的過程。人員像是在真實機艙環(huán)境進行實際的操作。有沉浸的感覺，跟真機上操作的感覺是很像，所以會帶給參與者最直觀的一個效果。

　　交互性：虛擬現(xiàn)實一大本體特性，它像游戲一樣，越來越多航空航天項目要引入VR技術，因為交互性帶來強烈的游戲心理體驗美感。我們通過最直接的手勢交互，讓人們快速進入物體和場景，產(chǎn)生一種交互關系。這種環(huán)節(jié)展開了視覺、聽覺、觸覺、嗅覺多個維度。后邊會再加入味覺、皮膚的觸感。所以交互性也是讓人們體驗VR場景的時候會帶來一個強烈美感的特點。

　　VR美學新趨勢：

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

　　VR應用中對美學設計，總結來說VR正在經(jīng)歷三個階段：早期實踐、初步發(fā)展、持續(xù)發(fā)展。隨著技術的發(fā)展，VR技術存在數(shù)據(jù)捕捉精準化、感知渠道多元化、數(shù)據(jù)運算能力強化和數(shù)據(jù)傳輸實時化四個美學新趨勢。

　　虛擬現(xiàn)實是人類發(fā)展美學對人類思維活動的認知，探討人類自身發(fā)展的可行性。除了航空航天領域的應用，也在做其他領域的探索：比如數(shù)學教學領域—立體幾何，沉浸式交互環(huán)境中可以體驗到VR對學習者和參與者帶來的強烈的沖擊，包括還有在其他的一些領域，火電廠、物流行業(yè)、不太方便進行直接來操作培訓的核工業(yè)領域等等。

　　謝謝大家！

　　致臻在工業(yè)化VR方面的設計開發(fā)，有沒有考慮和一些藝術設計相結合的點？

　　郭志奇：因為實際上VR，AR是飛行器設計和藝術之間的天然橋梁，因為VR是交叉融合的學科。我們現(xiàn)在所開發(fā)的VR軟件，除了滿足對飛行器的功能設計的需求之外，有一個很大的考量，就是一定要保證他們的工作也充滿了美感。

　　當然從工業(yè)角度來說，這個軟件也會增加很多圖形渲染的引擎，包括材質、涂層、燈光、3D美學元素等等，但是我們這一塊相對其他的一些更對美學更加專業(yè)的軟件可能會有所區(qū)別，我們更關注的，還是從整個工業(yè)的角度來考慮美學的需求。