當談論虛擬現實（VR）、增強現實（AR）的時候，到底在談什麼？新風口？新概念？新技術？新名詞？

  從技術人的視角來看，阿里達摩院XR實驗室負責人譚平&&，這是技術累積的量變引發的。沉浸感體驗的一個技術基礎是對海量場景、物體、人物進行三維建模並渲染，是屬於計算機視覺和計算機圖形學的交叉領域，曾經是一個相當小眾的領域。

  二十年過去，技術已進步太多：三維模型數據比過去豐富得多，渲染效果也更逼真、更快速。三維模型可以由藝術家手工設計出來，也可以通過對真實物體、場景進行三維重建得到。並且，重建結果的細節更豐富，超過了手工設計。

  得益於這些技術進步，VR/AR、“數字孿生”等虛擬世界有了實現的基礎條件。如今，國內在這一領域已走到世界前列，阿里達摩院也調集全球上百位科學家，成立了“XR實驗室”。

  “像照片般的真實感”

  譚平&&，回顧過去這些年三維重建和渲染方向的進展，很多研究都是尋求“像照片般的真實感”。

  真實感渲染中一個基本問題，就是研究光線在物體表面的反射現象，這是人類視覺感知的基礎。在學術界，有各種各樣的反射模型來描述光的反射現象。

  譚平希望能夠建立一個統一的反射模型，把不同尺度的反射現象都統一起來。反射模型是一個偏光學領域的問題，此後又開始研究幾何層面的問題。當時的幾何建模技術主要局限在對簡單規則物體的建模，如汽車、傢具等。如何對自然界的複雜物體建模依然未知。

  在這個問題上，譚平提出了第一個從照片構建植物三角網格模型的方法。建模對象也從樹木、盆栽擴大到建築、街道，甚至整個城市。今天許多從航拍圖像構建城市三維地圖的工作就是基於類似的技術框架。這些研究本質上都是為了提升虛擬世界的真實感，稱得上是三維重建、渲染領域的根本問題，後期的技術發展也大多沿襲了這條道路。

  下一代互聯網

  如今，游戲、影視和AR/VR等數字産業，在不斷消化吸收關於“真實感”的研究成果，將其産品化、商業化。未來虛擬世界到底怎樣？眾説紛紜。對於譚平來説，可能會是“VR/AR眼鏡上的互聯網”。

  譚平&&，VR/AR眼鏡將會推動互聯網更新換代，現在的互聯網應用都會在VR/AR眼鏡上有新的呈現形式。從這個角度來看，過去受互聯網影響非常深的通訊、社交、媒體、零售，甚至支付，都很可能會迎來一場技術革命。

  譚平談到，從PC到手機，媒體、零售發生了很大的變化，因為屏幕變小了，過去門戶網站那樣分門別類的羅列方式被徹底淘汰了，取而代之的是智能推薦。甚至，電商出現了新的形態——本地生活。得益於手機定位功能，本地生活類應用可以推薦附近三公里內的餐館和服務，完全重塑了零售服務業。VR/AR時代，大眾可能都會有自己的虛擬形象，在一個虛擬空間裏“面對面”交流。

  譚平認為，到了AR/VR時代，AR/VR將會革新顯示和交互的底層基礎。過去PC上、手機上顯示交互的界面是二維的，是一個個“窗口”，而在AR/VR眼鏡上，顯示交互的界面是三維的，是立體空間。在三維空間，人們可以有更直觀、更沉浸式的顯示，用戶和內容的互動方式也會從文字、圖片進化到視頻、互動，發生根本性改變。顯示和交互是所有互聯網應用的底層基礎，它們的改變會帶來上層應用脫胎換骨，整個互聯網行業將會重新洗牌。

  遠不止於游戲

  譚平認為，在這場技術革命中，最敏感的是影視與游戲公司。他們創建了非常豐富的虛擬IP和虛擬場景，讓用戶沉浸在各種數字內容之中。工業製造、生物醫藥等行業則在設計階段大量應用虛擬數字孿生倣真技術。

  但這不是想象力的全部。通過虛實結合，有更多現實問題可以嘗試解決。調研顯示，當前大部分B2B交易都要通過遠程互動，更有效的方式是直接看到工廠和樣品的三維實景。然而，一直以來，空間三維模型需要依託專業掃描設備、專業操作人員、投入極大的成本才可構建。

  為了解決這個問題，XR實驗室自研掃描機器，配合雲端三維重建算法，實現快速、便捷地構建VR內容；而軟硬一體的設備，普通攝影師即可操作。不久後，這套技術將在杭州文三路上部署街景增強現實。

  虛擬世界技術的另一個落地案例，是摘蘋果。

  譚平&&，達摩院XR實驗室與行業生態夥伴合作，嘗試結合虛擬建模與機器人技術解決這一問題。技術團隊採集了大量圖片，通過三維重建技術構建果園環境和植物的三維地圖，訓練蘋果識別算法，並研製高效自動采收機器人系統。今年9月，系統開始在陜西的千陽和洛川蘋果基地進行試驗測試，取得了初步成效。

  未來，隨着這一倣真數字模型不斷完善，機器人數字孿生體在倣真環境中不斷優化作業技能，就可遷移到實體機器人進行作業。機器人在果園作業過程中也會不停地採集數據反饋給果園模型，用於實現自我更新和優化。如此一來，也許能優化一套標準化、數字化、自動化的蘋果生産方式，幫助果農降本增效。

  終局是什麼？

  不管是場景展示，還是結合機器人進行實地勞作，都只是虛擬世界技術的一種形式。XR的終局是什麼？

  譚平認為，可以把未來“虛擬世界”的技術分為四個層次。

  第一層是全息構建，就是用三角形網格建立出整個世界的外表，並在終端上顯示，製造一種沉浸式的體驗。當前，VR看房、看店，就是這類技術的應用。但全息構建技術深入發展，還需要對物體的內部精細結構建模，同時場景中的物體要可以被操作，結構要可以重新組合。比如，一些室內裝修設計&&可以讓用戶隨意搭配不同的傢具，提前體驗裝修的效果。

  第二層是全息倣真，要讓虛擬世界無限逼近真實世界。虛擬世界裏，水要往低處流、扔一塊石頭能打碎玻璃、虛擬角色對外界能做出合理反應。這一層的技術在游戲、電影中已經有過比較多的應用，但還可以應用到更廣泛的領域，如工業設計、模擬倣真等。

  前兩層的技術結合起來就能實現VR眼鏡中的虛擬世界。但還有第三層、第四層。

  第三層是虛實融合，讓虛擬世界和真實世界融合起來。技術上要實現這一點就要能建立真實世界的高精三維地圖，並在地圖中實現厘米級精準定位、定姿，準確疊加相關信息。千人千面的基於厘米級精準定位的信息推送將無時不刻、無所不在。這就能實現AR眼鏡中的虛擬世界，虛擬世界和真實世界的邊界從此被打破。

  第四層是虛實聯動，虛擬世界的改變能夠對應到真實世界。要做到這一層需要解決機器人的問題。技術問題解決後，就可以通過第二層的全息倣真尋求問題的最優解決方案，然後通過第三層的虛實融合把方案映射到真實世界，再通過第四層的機器人技術實現在真實世界執行。

  譚平&&，關於未來，人們總是有各種暢想。未來，達摩院XR實驗室也會在這個方向深耕，努力不斷打破技術和想象力的邊界。