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虚拟现实凭借颠覆性的视听沉浸感及全新的交互体验，对影视、医疗、教育等领域带来革命性的影响。在此背景下，产业的发展被正式写入“十三五”规划纲要中，纲要中明确指出，大力推进虚拟现实等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。因此，2016年被冠上VR元年的称号，硬件、内容、应用等诸多方面呈现井喷式爆发，全球各大巨头也在积极布局，先后推出自家的VR战略。
上周我前往北京师范大学对周明全教授进行独家专访，走进科技楼敲开周教授的办公室，我见到了繁忙而精神矍铄的周教授。在此之前，我俩多次通过电话，周教授给我的第一感觉就是“忙”，先是国家文物局项目去西安、敦煌进行考察，后又飞赴长春、杭州完成科技部863课题专家验收，本次采访前一天刚刚回到北京。虽然经历了舟车劳顿，但看不出有一丝疲态，将我迎进门招呼我坐下，从桌子上拿起事先准备好的采访提纲和我聊了起来。
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学界泰斗周明全教授
“VR说到底是可以实现人类梦想的一个技术，人们心中有了梦想，才会想要去达成这件事。人们的梦想层出不穷，所以我们可以说，VR永无止境。”被业界尊称为“学界泰斗”的周明全教授的这一番话，鼓舞着很多奋斗在VR领域的从业者。要论VR技术、VR应用，这位拥有40多年“科研+实践”经验的老教授无疑是最有发言权的。
周明全教授曾任十年北京师范大学信息科学学院院长，目前是北京师范大学虚拟现实与可视化技术研究所所长，同时身兼中国图像图形学学会副理事长、教育部虚拟现实应用工程研究中心主任等要职。自2005年起，先后创立了虚拟现实与可视化技术研究所、虚拟现实应用工程研究中心、文化遗产与虚拟现实实验室。周教授经常给同学们讲的一句话是“搞科研没有藩篱和界限”，他在计算机研发路上奋斗了40余载，演绎着许多计算机和其他学科的“跨界”故事。以计算机技术为基础，图形学、图像处理、虚拟现实作为为主要方向，其研究成果应用在文学艺术、考古、法医、临床医学、交通管理等诸多领域。除此之外，周教授发表学术论文200余篇；编写学术专著教材10余部；获得国家级、省部级的科技奖项16项；培养出的莘莘学子遍布祖国天南海北。
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计算机发展趋于成熟，该VR了
周教授的虚拟内窥镜技术、数字复原兵马俑技术、颅骨复原技术早已应用于文物恢复及医学领域。实际上，他是70年代我国最早期的计算机领域工作者，改革开放后留学法国学习计算机图像处理专业，回国后最先开始研究计算机可视化，再后来延伸到虚拟现实领域。对于这样的研究过程，周教授称 计算机的发展和VR的出现本身就是融会贯通的，VR的应运而生也是计算机技术发展的水到渠成。
最早的虚拟现实设备可以追溯到1962年；上世纪80年代中期，虚拟现实设备开始应用在政府和军事机构中；到了80年代末，美国人Jaron Lanier明确提出了VR的概念。时间跨度近40年，为什么直至今日，VR才广为人知，各行各业争相追捧？
就周教授看来，现在所流行的VR软硬件技术早在20多年前就有了，北师大在2005年便创立了VR相关实验室，VR在一些专业领域的应用已经不是新鲜事。只是近些年间，计算机大数据、云计算、物联网多个方面得到了充分的发展， 计算速度、存储量、交互方式等都相对成熟，VR作为新一代的计算平台和人机交互方式掀起了一个高潮。周教授坚定的说：“该VR发展了！”
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VR、AR、MR技术实现基本相似
周教授不只一次强调VR是项科学技术，即便是发展也必须遵循事物发展的规律，需要有一个沉淀和积累的过程，然后才能爆发出高潮。随着投资界和社会对VR的不断关注，VR在未来的形态让我们不禁充满期待。业内有一种声音，VR在未来会被AR、MR所替代，MR会是最终形态。
对此，周教授认为，不管是VR、AR、还是MR，他们 都属于虚拟现实技术的细分领域，基本原理和关键技术近乎相似。。随着行业拓展应用或产品追求差异化，未来可能还会有更多细分。
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虚拟环境和交互方式是VR技术发展重心
紧接着周教授提出了自己对VR下一步发展的观点。他表示，营造逼真的多触觉环境和创造自然的交互方式会是近期内发展的重心。
多年以来，计算机主机技术发展迅速，交互技术却相对缓慢。这就像一个人，即使有很强的记忆功能、运算速度，可是没有触觉、听觉、视觉，便不能发挥重要作用。起初计算机交互是二进制的纸带和数码管，到现在是鼠标和键盘， 人机接口一直成为计算机技术运用的瓶颈。
到了VR这一切将发生改变，必定会颠覆传统的人机交互方式。具体来说，VR是以运用计算机科学为核心，结合多学科、多方向交叉的新技术，能够生成近似真实环境的视觉、听觉、触觉、感觉等感知信息的虚拟环境。 在VR环境中人机融合，通过逼真的画面感和自然的交互方式让人身临其境，即可实现原传统复杂的计算平台所完成的工作。
周教授说：“ VR将是未来人类和计算系统构成的智能体之间的接口（Interface），它具有广泛的透明性和普适性，是虚拟世界（Cyberworld）人类活动不可或缺且无处不在的媒体。”
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“VR+教育”进入课堂还需要一段时间
之前提到VR是新一代的计算平台，凡是可以虚拟的地方都是VR应用的领域，未来“VR+”就像现在的“互联网+”，无处不在的改变人类生活的方方面面。说到这里周教授点了点头表示赞同，风趣的说：“VR可以加任何，加上谁就是谁！谁就会焕然一新！”
先来着重说说“VR+教育”。周教授对于我们口中常说的“知识就是力量”说法有自己的认识，他认为知识是人类在实践中认识客观世界（包括人类自身）的成果，学的好就可以获得知识。但是知识就是知识，本身并无力量，只有知识运用的好才能有力量，发挥其作用。
VR技术把知识提炼出来，以虚拟现实的形式呈现，形成V-Learning的学习环境，在虚拟环境中操作知识、运用知识，从而有效缩小“教育数字鸿沟”。学习内容也可以更加生动，比如：公式可以从枯燥的数字变成直观的空间图形；古诗可以从冰冷的汉字变成充满生机的虚拟情景；学习开飞机、汽车在虚拟环境中可以变得真实又安全。
对于“VR+教育”，周教授提出了V-Learning的概念，也就是基于虚拟现实和可视化技术的教学环境、教学内容、教学方式、教学效果评价的完整体系。对于这种新概念的推进，周教授表示目前还存在诸多难点。
首先，就是VR课程内容的制作，内容巨大且复杂，这就需要 教师、政府、公司三方面结合起来，有专业特色、社会责任、资金运作，各自发挥特点，构成有机的教育改革系统工程。
其次，相比之前D-Learning、E-Learning、M-Learning三个阶段，V-Learning的 教学内容、方式、管理完全不一样了，对学生的测评也需要重新做规定。所以说，VR真正进入课堂还需要一段时间。
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“VR+医疗”进入课堂还需要一段时间
同样，医疗和教育一样，都是对人类发展有益的事情。周教授为我展示了他们研制的虚拟手术计划和3d打印的病人大脑、心血管。相比传统2D的医学图像更加立体化，便于医生找到患者的病灶所在，但这远远还不够。周教授表示VR+医疗在未来会有四大应用方向。
其一，虚拟手术。有了VR技术之后，可以建立虚拟人体模型，训练医生手术的实验对象从小白鼠变成完美重现的虚拟人体。模拟出来的手术场景比真实遇到的情况还要多，这样模拟训练的效果实际上就超过了真实的练刀。真正的病人手术是一次性的，原则上不能重复，失败的代价很高。VR以病人的真实数据构成虚拟模型，先在虚拟模型的人体上试做手术，观测术后效果。这种虚拟手术允许失败，待医生可以确保成功了，手术方案才可以真正的在病人身上完成，手术成功率便提高了。
其二，康复治疗。病人在运动康复的时候，虚拟现实可以让他身处安全的虚拟治疗环境中，去体验外面世界有障碍的地方，让康复训练更加有趣的同时，真实地做一些动作。而对于有恐高症、自闭症等疾病患者，通过建立特定的虚拟治疗环境，进行环境熟悉、交互训练，逐步达到纠正和改变的目标，完成康复治疗。另外，虚拟现实康复系统也对患者的训练过程全程跟踪，实施评估、校正，达到科学康复的目的。
其三，虚拟内窥镜。传统医用光学内窥镜由于其实体介入，将给病人带来不适，甚至引起壁穿孔出血，同时光学内窥镜进入人体某些位置受限制，不可能面面俱到。周明全教授介绍了他们在2002年研制的虚拟内窥镜技术，该技术以医学影像数据为基础，通过放置虚拟视点于人体空腔位置，并真实的模拟绘制出人体组织内部结构。虚拟内窥镜技术是一个完全无接触的非介入式的检查方法，可以多角度，多方位便于医生观察，因此在临床诊断、外科术前准备、术后评估、医学教学等应用有着巨大的前景。
其四，虚拟护士。虚拟医疗提供了症状自查、用药查询、医生问诊、看病预约等功能，在一定程度上减少了医患沟通的障碍，有利于改善医患关系。虚拟护士将给予客户更为贴心的服务，患者可以由此向医疗服务机构提供病情信息，然后获得相关建议。美国一家公司研制的虚拟护士Sense.ly平台集成了医疗传感、远程医疗、语音识别、增强现实等技术，特别是其询证系统（evidence-based system）可以根据病人的病史提供实时建议。
总结：采访的最后，周明全教授说：“虚拟现实发展不是一蹴而就的，也不是一阵风起来，又落下。虚拟现实是长期发展的过程，今年虚拟现实在媒体和社会呈现井喷式的高潮，但是他的应用不会立竿见影的收效，VR+将是一个“润物细无声”过程，然而这个趋势是时代大潮。有理由相信，21世纪将是虚拟现实的时代，随着VR技术在越来越多领域的发展，必然给人类带来巨大的经济和社会效益。”
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评论列表（4条）
我是桂圆分享的签约作者“yuange”！
希望本篇文章《虚拟现实在医学中的应用：如何帮助患者康复》能对你有所帮助！
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