虛擬現實技術（AR/VR，嚴格意義上說AR是增強現實技術，但此處的表達包含AR），相信大家都不陌生，是20世紀發(fā)展起來的一項全新的實用技術——利用計算機生成一種模擬元素/環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中（或將模擬的元素顯示到現實世界中）。大家接觸虛擬現實往往是從游戲領域開始的，其實該技術的想象力遠不止游戲！5G時代中，傳輸速率和傳輸時延等方面的性能得到極大提升，虛擬現實技術將擁有更多可能性！

虛擬現實的發(fā)展史

最早的虛擬現實出現于17世紀末和18世紀初，現代主義畫家創(chuàng)作了戰(zhàn)爭環(huán)境和更多不同主題的全景繪畫，可以填滿人的視野，完全沉浸在畫面中。20世紀50年代，著名攝影師Morton Heilig創(chuàng)造了Sensorama——全傳感仿真器，蘊含了虛擬現實技術的思想理論。

20世紀60年代，Ivan Sutherland通過頭部顯示器連接計算機并實時進行模擬以及實現真實的交互，將虛擬現實技術提升到了一個新的水平；M.W.Krueger 設計了 VIDEOPLACE 系統可以產生一個虛擬圖形環(huán)境，使體驗者的圖像投影能實時地響應自己的活動；M.MGreevy 領導完成了 VIEW 系統，它是讓體驗者穿戴數據手套和頭部跟蹤器，通過語言、手勢等方式進行交互。這一階段是真正意義上虛擬現實技術逐步誕生的階段。

1990年以后，互聯網技術的發(fā)展使虛擬現實技術理論得到完善和更多應用機會。日本Sega、任天堂、Oculus、Google、HTC、索尼等眾多廠商陸續(xù)推出VR設備，并使VR設備的價格變得越來越親民。虛擬現實技術從研發(fā)型階段轉向為應用型階段。

虛擬現實技術的瓶頸

目前限制虛擬現實廣泛普及的因素不僅是設備成本高、內容數量和質量嚴重不足，更核心的是技術的易訪問性。開發(fā)人員必須將足夠的計算能力集成到設備上，甚至目前主流高質量的虛擬現實體驗都必須使用PC。如何順利運行才是問題的關鍵。

虛擬現實技術+5G：云計算

虛擬現實本地運行需要大量的數據傳輸、存儲和強大計算能力，云計算能夠將這些數據和計算密集型任務轉移到云端，利用云端的數據存儲和高速計算能力，將畫面和指令傳輸到設備側，實現精彩的體驗。這將消除虛擬現實設備對計算機的依賴，跟蹤器置于頭顯上，頭顯的重量和成本將大幅下降。而進入云計算需要的是與圖形芯片的超快連接，這樣才不會干擾體驗。所以結論是我們需要5G！

虛擬現實技術+5G：高清視頻

目前的虛擬現實體驗中，除了部分高端PC版設備能夠擁有較好的視覺效果，大部分都有粗糙的表現導致沉浸感變差。一方面，本地顯示運算需要設備支持，極為不便；另一方面，視頻傳輸也是問題，目前4G的傳輸速率和穩(wěn)定性無法滿足高清視頻的要求，大部分虛擬現實設備只能退而求其次，選擇更流暢的畫面放棄更高清的畫質。借助5G的高速通道，4K/8K高清體驗成為現實，想象一下面對面站著能看清對方的毛孔，是否感覺很真實呢？

應用展望

當虛擬現實設備的成本重量大幅下降，并且具備高清的畫質和流程的體驗，一些以前被技術瓶頸卡住的行業(yè)需求，就可以被虛擬現實+5G所解決：

智慧教育

學習是一個看、聽、思、習的過程，當前的學習方式主要通過老師的言傳身教以及閱覽視頻、課件，和看書來完成。借助虛擬現實技術，能夠打破傳統教育的藩籬，讓學習環(huán)境更加多樣化，將抽象的概念情景化、可視化，為老師與學生打造各個教育階段的、高度融合的、高度沉浸的、高度交互的智慧教室。

虛擬現實智慧課堂的優(yōu)勢

• 沉浸式主動學習，高效吸收

• 三維可互動講解，生動有趣

• 覆蓋疑難點考試，輕松教育

• 新型信息化教育，統一提供

• 全科目資源內容，公平使用

當前虛擬現實智慧課堂的問題

• 4G網絡無法支持高清直播，導致沉浸感變差

• 硬件設備較重，使用不方便，攜帶不便捷

• 技術不成熟，眩暈感較強

我們可以看到，隨著5G的帶來，第1、2個問題均可以通過4K/8K和云設備的方式解決。第3個問題隨著產業(yè)鏈的不斷成熟，資本的不斷加入，也將被解決。萬物互聯的智慧教育時代，即將到來！

智慧醫(yī)療

傳統的中醫(yī)講究望聞問切，中藥調理；現代西醫(yī)主要通過高科技電子設備進行數據檢測，并通過藥物或手術的方式進行診治。這兩種方式，其實都可以在技術成熟的情況下遠程操作。之前已經根據4G網絡發(fā)展出遠程醫(yī)療概念，但由于技術的限制，體驗始終不太理想。通過5G時代中的虛擬現實設備，實現高質量的“面對面”診療服務，能夠真正為“外科醫(yī)療教育”和“遠程醫(yī)療”提供非常好的解決方案。

外科醫(yī)療教育

眾所周知，我國醫(yī)療服務現狀并未使大部分患者滿意，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)院一號難求，基層門可羅雀。在整體醫(yī)療資源分布不均衡的情況下，分級診療和醫(yī)師多點執(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)生加速成長顯得迫在眉睫。

臨床上，80％的手術失誤是人為因素引起的，所以手術訓練極其重要。“我們都知道飛行員在正式掌控一架飛機之前，會在地面使用飛行模擬器對駕駛技術進行培訓，這個過程有些像玩游戲，外科醫(yī)生與飛行員工作性質相似，都關系到他人的性命，因此也應在執(zhí)業(yè)之前先將自己投入到虛擬環(huán)境當中不斷去訓練。

虛擬現實技術能夠讓年輕醫(yī)生360度無死角觀察專家手術過程，并且像玩游戲一樣學習做手術，不僅能提升動手能力，游戲的形式還能讓醫(yī)生的學習過程效率更高。

急救車上的遠程手術

曾經在互聯網之光博覽會的中國移動展臺，曾展示過“千里之外”遠程B超手術，醫(yī)生通過實時圖像和操作機械臂，以低于10ms的時延完成了該手術示例，但仍然無法突破平面圖像所帶來的獲取信息的局限性。通過虛擬現實設備和手部的感應器，能夠“真實”站在患者旁進行操作，手術操作的精確度也將顯著提高。

虛擬現實是5G時代中的一個主流方向，5G將為虛擬現實技術帶來更高的設備議價和更流暢和更沉浸的體驗。正如喬秀全教授所說，虛擬現實在5G時代的發(fā)展將為我們開啟一個全新的時代。