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　　虛擬現實憑借顛覆性的視聽沉浸感及全新的交互體驗，對影視、醫(yī)療、教育等領域帶來革命性的影響。在此背景下，產業(yè)的發(fā)展被正式寫入“十三五”規(guī)劃綱要中，綱要中明確指出，大力推進虛擬現實等新興前沿領域創(chuàng)新和產業(yè)化，形成一批新增長點。因此，2016年被冠上VR元年的稱號，硬件、內容、應用等諸多方面呈現井噴式爆發(fā)，全球各大巨頭也在積極布局，先后推出自家的VR戰(zhàn)略。

　　上周我前往北京師范大學對周明全教授進行獨家專訪，走進科技樓敲開周教授的辦公室，我見到了繁忙而精神矍鑠的周教授。在此之前，我倆多次通過電話，周教授給我的第一感覺就是“忙”，先是國家文物局項目去西安、敦煌進行考察，后又飛赴長春、杭州完成科技部863課題專家驗收，本次采訪前一天剛剛回到北京。雖然經歷了舟車勞頓，但看不出有一絲疲態(tài)，將我迎進門招呼我坐下，從桌子上拿起事先準備好的采訪提綱和我聊了起來。

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　　學界泰斗周明全教授

　　“VR說到底是可以實現人類夢想的一個技術，人們心中有了夢想，才會想要去達成這件事。人們的夢想層出不窮，所以我們可以說，VR永無止境。”被業(yè)界尊稱為“學界泰斗”的周明全教授的這一番話，鼓舞著很多奮斗在VR領域的從業(yè)者。要論VR技術、VR應用，這位擁有40多年“科研+實踐”經驗的老教授無疑是最有發(fā)言權的。

　　周明全教授曾任十年北京師范大學信息科學學院院長，目前是北京師范大學虛擬現實與可視化技術研究所所長，同時身兼中國圖像圖形學學會副理事長、教育部虛擬現實應用工程研究中心主任等要職。自2005年起，先后創(chuàng)立了虛擬現實與可視化技術研究所、虛擬現實應用工程研究中心、文化遺產與虛擬現實實驗室。周教授經常給同學們講的一句話是“搞科研沒有藩籬和界限”，他在計算機研發(fā)路上奮斗了40余載，演繹著許多計算機和其他學科的“跨界”故事。以計算機技術為基礎，圖形學、圖像處理、虛擬現實作為為主要方向，其研究成果應用在文學藝術、考古、法醫(yī)、臨床醫(yī)學、交通管理等諸多領域。除此之外，周教授發(fā)表學術論文200余篇；編寫學術專著教材10余部；獲得國家級、省部級的科技獎項16項；培養(yǎng)出的莘莘學子遍布祖國天南海北。

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　　計算機發(fā)展趨于成熟，該VR了

　　周教授的虛擬內窺鏡技術、數字復原兵馬俑技術、顱骨復原技術早已應用于文物恢復及醫(yī)學領域。實際上，他是70年代我國最早期的計算機領域工作者，改革開放后留學法國學習計算機圖像處理專業(yè)，回國后最先開始研究計算機可視化，再后來延伸到虛擬現實領域。對于這樣的研究過程，周教授稱 計算機的發(fā)展和VR的出現本身就是融會貫通的，VR的應運而生也是計算機技術發(fā)展的水到渠成。

　　最早的虛擬現實設備可以追溯到1962年；上世紀80年代中期，虛擬現實設備開始應用在政府和軍事機構中；到了80年代末，美國人Jaron Lanier明確提出了VR的概念。時間跨度近40年，為什么直至今日，VR才廣為人知，各行各業(yè)爭相追捧？

　　就周教授看來，現在所流行的VR軟硬件技術早在20多年前就有了，北師大在2005年便創(chuàng)立了VR相關實驗室，VR在一些專業(yè)領域的應用已經不是新鮮事。只是近些年間，計算機大數據、云計算、物聯(lián)網多個方面得到了充分的發(fā)展， 計算速度、存儲量、交互方式等都相對成熟，VR作為新一代的計算平臺和人機交互方式掀起了一個高潮。周教授堅定的說：“該VR發(fā)展了！”

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　　VR、AR、MR技術實現基本相似

　　周教授不只一次強調VR是項科學技術，即便是發(fā)展也必須遵循事物發(fā)展的規(guī)律，需要有一個沉淀和積累的過程，然后才能爆發(fā)出高潮。隨著投資界和社會對VR的不斷關注，VR在未來的形態(tài)讓我們不禁充滿期待。業(yè)內有一種聲音，VR在未來會被AR、MR所替代，MR會是最終形態(tài)。

　　對此，周教授認為，不管是VR、AR、還是MR，他們 都屬于虛擬現實技術的細分領域，基本原理和關鍵技術近乎相似。。隨著行業(yè)拓展應用或產品追求差異化，未來可能還會有更多細分。

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　　虛擬環(huán)境和交互方式是VR技術發(fā)展重心

　　緊接著周教授提出了自己對VR下一步發(fā)展的觀點。他表示，營造逼真的多觸覺環(huán)境和創(chuàng)造自然的交互方式會是近期內發(fā)展的重心。

　　多年以來，計算機主機技術發(fā)展迅速，交互技術卻相對緩慢。這就像一個人，即使有很強的記憶功能、運算速度，可是沒有觸覺、聽覺、視覺，便不能發(fā)揮重要作用。起初計算機交互是二進制的紙帶和數碼管，到現在是鼠標和鍵盤， 人機接口一直成為計算機技術運用的瓶頸。

　　到了VR這一切將發(fā)生改變，必定會顛覆傳統(tǒng)的人機交互方式。具體來說，VR是以運用計算機科學為核心，結合多學科、多方向交叉的新技術，能夠生成近似真實環(huán)境的視覺、聽覺、觸覺、感覺等感知信息的虛擬環(huán)境。 在VR環(huán)境中人機融合，通過逼真的畫面感和自然的交互方式讓人身臨其境，即可實現原傳統(tǒng)復雜的計算平臺所完成的工作。

　　周教授說：“ VR將是未來人類和計算系統(tǒng)構成的智能體之間的接口（Interface），它具有廣泛的透明性和普適性，是虛擬世界（Cyberworld）人類活動不可或缺且無處不在的媒體。”

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　　“VR+教育”進入課堂還需要一段時間

　　之前提到VR是新一代的計算平臺，凡是可以虛擬的地方都是VR應用的領域，未來“VR+”就像現在的“互聯(lián)網+”，無處不在的改變人類生活的方方面面。說到這里周教授點了點頭表示贊同，風趣的說：“VR可以加任何，加上誰就是誰！誰就會煥然一新！”

　　先來著重說說“VR+教育”。周教授對于我們口中常說的“知識就是力量”說法有自己的認識，他認為知識是人類在實踐中認識客觀世界（包括人類自身）的成果，學的好就可以獲得知識。但是知識就是知識，本身并無力量，只有知識運用的好才能有力量，發(fā)揮其作用。

　　VR技術把知識提煉出來，以虛擬現實的形式呈現，形成V-Learning的學習環(huán)境，在虛擬環(huán)境中操作知識、運用知識，從而有效縮小“教育數字鴻溝”。學習內容也可以更加生動，比如：公式可以從枯燥的數字變成直觀的空間圖形；古詩可以從冰冷的漢字變成充滿生機的虛擬情景；學習開飛機、汽車在虛擬環(huán)境中可以變得真實又安全。

　　對于“VR+教育”，周教授提出了V-Learning的概念，也就是基于虛擬現實和可視化技術的教學環(huán)境、教學內容、教學方式、教學效果評價的完整體系。對于這種新概念的推進，周教授表示目前還存在諸多難點。

　　首先，就是VR課程內容的制作，內容巨大且復雜，這就需要 教師、政府、公司三方面結合起來，有專業(yè)特色、社會責任、資金運作，各自發(fā)揮特點，構成有機的教育改革系統(tǒng)工程。

　　其次，相比之前D-Learning、E-Learning、M-Learning三個階段，V-Learning的 教學內容、方式、管理完全不一樣了，對學生的測評也需要重新做規(guī)定。所以說，VR真正進入課堂還需要一段時間。

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　　“VR+醫(yī)療”進入課堂還需要一段時間

　　同樣，醫(yī)療和教育一樣，都是對人類發(fā)展有益的事情。周教授為我展示了他們研制的虛擬手術計劃和3d打印的病人大腦、心血管。相比傳統(tǒng)2D的醫(yī)學圖像更加立體化，便于醫(yī)生找到患者的病灶所在，但這遠遠還不夠。周教授表示VR+醫(yī)療在未來會有四大應用方向。

　　其一，虛擬手術。有了VR技術之后，可以建立虛擬人體模型，訓練醫(yī)生手術的實驗對象從小白鼠變成完美重現的虛擬人體。模擬出來的手術場景比真實遇到的情況還要多，這樣模擬訓練的效果實際上就超過了真實的練刀。真正的病人手術是一次性的，原則上不能重復，失敗的代價很高。VR以病人的真實數據構成虛擬模型，先在虛擬模型的人體上試做手術，觀測術后效果。這種虛擬手術允許失敗，待醫(yī)生可以確保成功了，手術方案才可以真正的在病人身上完成，手術成功率便提高了。

　　其二，康復治療。病人在運動康復的時候，虛擬現實可以讓他身處安全的虛擬治療環(huán)境中，去體驗外面世界有障礙的地方，讓康復訓練更加有趣的同時，真實地做一些動作。而對于有恐高癥、自閉癥等疾病患者，通過建立特定的虛擬治療環(huán)境，進行環(huán)境熟悉、交互訓練，逐步達到糾正和改變的目標，完成康復治療。另外，虛擬現實康復系統(tǒng)也對患者的訓練過程全程跟蹤，實施評估、校正，達到科學康復的目的。

　　其三，虛擬內窺鏡。傳統(tǒng)醫(yī)用光學內窺鏡由于其實體介入，將給病人帶來不適，甚至引起壁穿孔出血，同時光學內窺鏡進入人體某些位置受限制，不可能面面俱到。周明全教授介紹了他們在2002年研制的虛擬內窺鏡技術，該技術以醫(yī)學影像數據為基礎，通過放置虛擬視點于人體空腔位置，并真實的模擬繪制出人體組織內部結構。虛擬內窺鏡技術是一個完全無接觸的非介入式的檢查方法，可以多角度，多方位便于醫(yī)生觀察，因此在臨床診斷、外科術前準備、術后評估、醫(yī)學教學等應用有著巨大的前景。

　　其四，虛擬護士。虛擬醫(yī)療提供了癥狀自查、用藥查詢、醫(yī)生問診、看病預約等功能，在一定程度上減少了醫(yī)患溝通的障礙，有利于改善醫(yī)患關系。虛擬護士將給予客戶更為貼心的服務，患者可以由此向醫(yī)療服務機構提供病情信息，然后獲得相關建議。美國一家公司研制的虛擬護士Sense.ly平臺集成了醫(yī)療傳感、遠程醫(yī)療、語音識別、增強現實等技術，特別是其詢證系統(tǒng)（evidence-based system）可以根據病人的病史提供實時建議。

　　總結：采訪的最后，周明全教授說：“虛擬現實發(fā)展不是一蹴而就的，也不是一陣風起來，又落下。虛擬現實是長期發(fā)展的過程，今年虛擬現實在媒體和社會呈現井噴式的高潮，但是他的應用不會立竿見影的收效，VR+將是一個“潤物細無聲”過程，然而這個趨勢是時代大潮。有理由相信，21世紀將是虛擬現實的時代，隨著VR技術在越來越多領域的發(fā)展，必然給人類帶來巨大的經濟和社會效益。”

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