虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR/VR，嚴(yán)格意義上說(shuō)AR是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但此處的表達(dá)包含AR），相信大家都不陌生，是20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)——利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬元素/環(huán)境，使用戶(hù)沉浸到該環(huán)境中（或?qū)⒛M的元素顯示到現(xiàn)實(shí)世界中）。大家接觸虛擬現(xiàn)實(shí)往往是從游戲領(lǐng)域開(kāi)始的，其實(shí)該技術(shù)的想象力遠(yuǎn)不止游戲！5G時(shí)代中，傳輸速率和傳輸時(shí)延等方面的性能得到極大提升，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將擁有更多可能性！

虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展史

最早的虛擬現(xiàn)實(shí)出現(xiàn)于17世紀(jì)末和18世紀(jì)初，現(xiàn)代主義畫(huà)家創(chuàng)作了戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境和更多不同主題的全景繪畫(huà)，可以填滿(mǎn)人的視野，完全沉浸在畫(huà)面中。20世紀(jì)50年代，著名攝影師Morton Heilig創(chuàng)造了Sensorama——全傳感仿真器，蘊(yùn)含了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的思想理論。

20世紀(jì)60年代，Ivan Sutherland通過(guò)頭部顯示器連接計(jì)算機(jī)并實(shí)時(shí)進(jìn)行模擬以及實(shí)現(xiàn)真實(shí)的交互，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提升到了一個(gè)新的水平；M.W.Krueger 設(shè)計(jì)了 VIDEOPLACE 系統(tǒng)可以產(chǎn)生一個(gè)虛擬圖形環(huán)境，使體驗(yàn)者的圖像投影能實(shí)時(shí)地響應(yīng)自己的活動(dòng)；M.MGreevy 領(lǐng)導(dǎo)完成了 VIEW 系統(tǒng)，它是讓體驗(yàn)者穿戴數(shù)據(jù)手套和頭部跟蹤器，通過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等方式進(jìn)行交互。這一階段是真正意義上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步誕生的階段。

1990年以后，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論得到完善和更多應(yīng)用機(jī)會(huì)。日本Sega、任天堂、Oculus、Google、HTC、索尼等眾多廠(chǎng)商陸續(xù)推出VR設(shè)備，并使VR設(shè)備的價(jià)格變得越來(lái)越親民。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從研發(fā)型階段轉(zhuǎn)向?yàn)閼?yīng)用型階段。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的瓶頸

目前限制虛擬現(xiàn)實(shí)廣泛普及的因素不僅是設(shè)備成本高、內(nèi)容數(shù)量和質(zhì)量嚴(yán)重不足，更核心的是技術(shù)的易訪(fǎng)問(wèn)性。開(kāi)發(fā)人員必須將足夠的計(jì)算能力集成到設(shè)備上，甚至目前主流高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)都必須使用PC。如何順利運(yùn)行才是問(wèn)題的關(guān)鍵。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+5G：云計(jì)算

虛擬現(xiàn)實(shí)本地運(yùn)行需要大量的數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)和強(qiáng)大計(jì)算能力，云計(jì)算能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)和計(jì)算密集型任務(wù)轉(zhuǎn)移到云端，利用云端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高速計(jì)算能力，將畫(huà)面和指令傳輸?shù)皆O(shè)備側(cè)，實(shí)現(xiàn)精彩的體驗(yàn)。這將消除虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)，跟蹤器置于頭顯上，頭顯的重量和成本將大幅下降。而進(jìn)入云計(jì)算需要的是與圖形芯片的超快連接，這樣才不會(huì)干擾體驗(yàn)。所以結(jié)論是我們需要5G！

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+5G：高清視頻

目前的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)中，除了部分高端PC版設(shè)備能夠擁有較好的視覺(jué)效果，大部分都有粗糙的表現(xiàn)導(dǎo)致沉浸感變差。一方面，本地顯示運(yùn)算需要設(shè)備支持，極為不便；另一方面，視頻傳輸也是問(wèn)題，目前4G的傳輸速率和穩(wěn)定性無(wú)法滿(mǎn)足高清視頻的要求，大部分虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備只能退而求其次，選擇更流暢的畫(huà)面放棄更高清的畫(huà)質(zhì)。借助5G的高速通道，4K/8K高清體驗(yàn)成為現(xiàn)實(shí)，想象一下面對(duì)面站著能看清對(duì)方的毛孔，是否感覺(jué)很真實(shí)呢？

應(yīng)用展望

當(dāng)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的成本重量大幅下降，并且具備高清的畫(huà)質(zhì)和流程的體驗(yàn)，一些以前被技術(shù)瓶頸卡住的行業(yè)需求，就可以被虛擬現(xiàn)實(shí)+5G所解決：

智慧教育

學(xué)習(xí)是一個(gè)看、聽(tīng)、思、習(xí)的過(guò)程，當(dāng)前的學(xué)習(xí)方式主要通過(guò)老師的言傳身教以及閱覽視頻、課件，和看書(shū)來(lái)完成。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠打破傳統(tǒng)教育的藩籬，讓學(xué)習(xí)環(huán)境更加多樣化，將抽象的概念情景化、可視化，為老師與學(xué)生打造各個(gè)教育階段的、高度融合的、高度沉浸的、高度交互的智慧教室。

虛擬現(xiàn)實(shí)智慧課堂的優(yōu)勢(shì)

• 沉浸式主動(dòng)學(xué)習(xí)，高效吸收

• 三維可互動(dòng)講解，生動(dòng)有趣

• 覆蓋疑難點(diǎn)考試，輕松教育

• 新型信息化教育，統(tǒng)一提供

• 全科目資源內(nèi)容，公平使用

當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)智慧課堂的問(wèn)題

• 4G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法支持高清直播，導(dǎo)致沉浸感變差

• 硬件設(shè)備較重，使用不方便，攜帶不便捷

• 技術(shù)不成熟，眩暈感較強(qiáng)

我們可以看到，隨著5G的帶來(lái)，第1、2個(gè)問(wèn)題均可以通過(guò)4K/8K和云設(shè)備的方式解決。第3個(gè)問(wèn)題隨著產(chǎn)業(yè)鏈的不斷成熟，資本的不斷加入，也將被解決。萬(wàn)物互聯(lián)的智慧教育時(shí)代，即將到來(lái)！

智慧醫(yī)療

傳統(tǒng)的中醫(yī)講究望聞問(wèn)切，中藥調(diào)理；現(xiàn)代西醫(yī)主要通過(guò)高科技電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，并通過(guò)藥物或手術(shù)的方式進(jìn)行診治。這兩種方式，其實(shí)都可以在技術(shù)成熟的情況下遠(yuǎn)程操作。之前已經(jīng)根據(jù)4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展出遠(yuǎn)程醫(yī)療概念，但由于技術(shù)的限制，體驗(yàn)始終不太理想。通過(guò)5G時(shí)代中的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的“面對(duì)面”診療服務(wù)，能夠真正為“外科醫(yī)療教育”和“遠(yuǎn)程醫(yī)療”提供非常好的解決方案。

外科醫(yī)療教育

眾所周知，我國(guó)醫(yī)療服務(wù)現(xiàn)狀并未使大部分患者滿(mǎn)意，臨床水平較高的醫(yī)生大多集中在大城市三甲醫(yī)院，大醫(yī)院一號(hào)難求，基層門(mén)可羅雀。在整體醫(yī)療資源分布不均衡的情況下，分級(jí)診療和醫(yī)師多點(diǎn)執(zhí)業(yè)只能是空談。如今惡劣的醫(yī)療環(huán)境和年輕醫(yī)生亟待培訓(xùn)提速，如何提供一種更加高效的方式讓低年資醫(yī)生加速成長(zhǎng)顯得迫在眉睫。

臨床上，80％的手術(shù)失誤是人為因素引起的，所以手術(shù)訓(xùn)練極其重要。“我們都知道飛行員在正式掌控一架飛機(jī)之前，會(huì)在地面使用飛行模擬器對(duì)駕駛技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，這個(gè)過(guò)程有些像玩游戲，外科醫(yī)生與飛行員工作性質(zhì)相似，都關(guān)系到他人的性命，因此也應(yīng)在執(zhí)業(yè)之前先將自己投入到虛擬環(huán)境當(dāng)中不斷去訓(xùn)練。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓年輕醫(yī)生360度無(wú)死角觀(guān)察專(zhuān)家手術(shù)過(guò)程，并且像玩游戲一樣學(xué)習(xí)做手術(shù)，不僅能提升動(dòng)手能力，游戲的形式還能讓醫(yī)生的學(xué)習(xí)過(guò)程效率更高。

急救車(chē)上的遠(yuǎn)程手術(shù)

曾經(jīng)在互聯(lián)網(wǎng)之光博覽會(huì)的中國(guó)移動(dòng)展臺(tái)，曾展示過(guò)“千里之外”遠(yuǎn)程B超手術(shù)，醫(yī)生通過(guò)實(shí)時(shí)圖像和操作機(jī)械臂，以低于10ms的時(shí)延完成了該手術(shù)示例，但仍然無(wú)法突破平面圖像所帶來(lái)的獲取信息的局限性。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備和手部的感應(yīng)器，能夠“真實(shí)”站在患者旁進(jìn)行操作，手術(shù)操作的精確度也將顯著提高。

虛擬現(xiàn)實(shí)是5G時(shí)代中的一個(gè)主流方向，5G將為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來(lái)更高的設(shè)備議價(jià)和更流暢和更沉浸的體驗(yàn)。正如喬秀全教授所說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)在5G時(shí)代的發(fā)展將為我們開(kāi)啟一個(gè)全新的時(shí)代。