AR和VR技术在工业4.0 时代的新机遇

　　在工业4.0体系中，智能化的标志之一就是虚拟技术在工程上的有效应用；　　

　　虚拟工程的方法印发了对现有开发和生产过程本质上的重新思考；　　

　　其中CPS所起的作用日益明显，此外，现代3D、4D可视化技术不断进步，此项技术帮助人们看见原本无形的现象，并及早对其进行验证，从而实现新的产品特性和功能；虚拟工程的投入使用让人们可以切实、直接的体验那些未来的、实际尚不存在的物体。 　　20世纪80年代的“视窗、指针、菜单”模式依然支配着我们的日常生活。由此产生了虚拟工程的核心问题：虚拟现实技术的继续发展在何种程度上能够作为人类与机器之间自然直观合作形式的基础，为人机交互的变化做出贡献？要弄清这个问题，第一个就是要研究人类在何种程度上可以将他的直觉与天性运用到和机器的互动中。这里所指的是人的整体行为，比如身体姿态、手势、语言；　　

　　由此我们可以看出，虚拟工程的目标是借助虚拟现实系统来模拟人类的多样的输入和输出途径，以求完美的互动。这样人们就无需再学习如何操作系统，而是系统反过来学习如何服务人类。这就是当代人类向“有能力的人”转变所面临的最大挑战之一。它由计算机交互模拟组成，模拟器追踪参与者的位置和动作，并且用一个或者多个人类的感官来替代或者延伸他们的反馈，从而使得参与者感觉自己精神上沉浸或者置身于模拟环境中。　　

　　用户可以通过输入设备或者手势在虚拟世界中导航，或者操纵虚拟世界，虚拟现实的三大主要特征是：　　

沉浸：用户融入虚拟世界的程度；　　

交互：用户与虚拟世界间信息的双向流动；　　

想象力：用户受到环境刺激后所发挥的想象空间。　　

　　除了一些又经济实力的部门，如汽车和航空航天工业之外，虚拟现实在工业上还无法得到推广。近年来游戏产业的一项重大模式转变在工程学领域也同样受到了重视。　　但作为经典人机界面的计算机桌面环境将会慢慢退出历史舞台，取而代之的是以用户为中心的新型系统；　　

　　人们不再操作系统，而是直接改变可视化内容，这些系统界面必须具有相当高的沉浸度才能使得用户有置身虚拟世界的感觉；娱乐行业的3D电视、头戴显示器、游戏主机可以通过手势操控达到这一要求，这些技术的优点在于他们能更快的将信息传递给用户，用户通过感官能更好的融入界面中，从而缩短信息处理时间，加速互动并做出更好的判断，信息、网络、动画、声音、物理等实时仿真也可被纳入虚拟场景中。