VR技术在安全领域的应用思考

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　　摘 要：随着计算机技术的进步和其它各项先进技术的发展，VR技术的巨大发展前景逐渐引起高度重视和关注。中国在安全领域方面也对VR技术的应用进行了思考探察和尝试。本文分析安全领域应用VR技术后的优势与当前应用状况不佳的原因。
　　关键词：VR技术;安全;虚拟现实
　　中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）13-0029-02
　　1 VR技术的概念
　　所谓VR，是Virtual Reality的缩写，中文意思就是虚拟现实技术，具体来说就是采用计算机人机交互手段生成三维动态视景，实现其核心建模与仿真的理念，逐步使计算机“适应”人，创建和体验虚拟世界，能够使用户具有身临其境的沉浸感。
　　2 VR技术应用于安全领域的优势显而易见
　　中国在安全领域方面也对VR技术的应用进行了思考探察和尝试。安全无小事，生命大于天。未雨绸缪，防微杜渐，防患于未然，每個企事业单位都把安全放在第一位。行业中生产操作具有一定危险性的更是把安全记在心里，时刻提醒自己小心谨慎。尤其是石油、矿山、消防、电力等安全风险较大的行业，安全更是重中之重，特别关注，每年都在安全设备器材、安全教育培训、安全实训演练等方面投入大量资金。VR技术的出现和应用，令安全从业人员兴味盎然。据了解，火灾、地震、自然灾害等逃生演练，毒气泄漏、溺水救援安全实训，交通安全教育培训，用电、用气安全教育培训等等，都可用VR技术进行模拟实训演练。随着VR技术的进步，将来在安全领域占有的份量会更多、更重，因为，应用VR技术后，优势显而易见。
　　（1）应用VR技术于安全教育实训演练，可跨地域空间进行，高效率低成本，便捷普及，可常态化，利用率高。    一旦事故发生，如何将损失降到最低限度，最大可能的保障员工的生命安全，是企业一直殚精竭虑在思考的问题。若能定期进行应急演练倒是一种有效的防患方式，不过其中弊端也非常明显。每次实训演练都意味着大量人力物力的损耗，投入成本相当高，而且影响正常的生产工作，因而注定不可能频繁进行。大型演练一个季度能举行一次已是难能可贵。有时受地域、空间、时间影响，想进行某些实训演练却不得实行。而在网络技术发达的情况下，VR安全教育实训演练可将各种事故现场仿真模拟，不但大大降低成本，而且未来可期待跨地域进行实训演练。同时演练时间灵活机动，可常态化，方便工人在不影响正常工作的空闲时间多次进行多种场景的安全应急演练，还可针对自己的短板或工种，对遭遇可能性大、较生疏的场景进行重复演练，确保记住关键点、要点。如此，不仅能保障人们学会事故突发时应对灾难险情的技能技巧，还可打破时间空间的限制组织大家进行多次实训演练，提高了演练实训时间。高效率低成本，利用率高，为应急实训演练推出了一种令人耳目一新的开展模式。据说这种案例已有企事业单位在应用，随着技术的成熟与提升，此种模式将成为未来安全应急实训演练的大势所趋。
　　（2）应用VR技术于安全教育实训演练，可尽情尝试，大为降低风险。安全实训演练中出现安全事故，这在实际中并不罕见。但应用VR技术于安全教育实训演练后，既可身临其境的体验生动逼真的毒气泄漏、火灾、爆炸、地震、溺水、用电、交通等灾难及安全隐患场景，又无需接触真实危险有害物质，不必承担实际现场可能遭遇的安全风险。因为虚拟现实场景比真实场景安全得多，即使不小心做出误操作，现实中可能已经闯下大祸酿成恶果，但虚拟实训演练能令参训人员在得知误操作的严重后果的同时，也确保参训人员的生命安全，降低高危操作的安全风险。如此一来，参训人员尽可以放心大胆地在虚拟场景中尝试自己所思考的各种应对方案，纵然错了，也只是演练评定的分数受影响，不必担心人身安全而束手束脚。VR安全实训演练，能卸掉参训者的安全风险包袱，解放思想，尽情演练尝试，不厌其烦反复练习，极端操作也无安全之虞。虚拟现实场景的失误却可保证印象深刻技能提升，到了真实现场不犯错，安全操作，正确实施。对于安全风险事故多发的行业，如油气、消防、航空、航天、矿山、机械、电力、交通等部门来说，传统培训演练效果有限，因而VR安全实训演练特别适用，异常重要。
　　（3）应用VR技术于安全教育实训演练，沉浸式亲身体验，专业高仿，体系服务，印象深刻，记忆恒久。
　　VR场景模拟现实需要演练的环境搭建，针对训练内容或教育要求进行系统和内容情景开发，可以模拟任何事故、灾难场景及实训项目。全场景仿真，使参训者地理位置不变而轻松置身于各种突发环境和意外复杂状况接受相应教育和训练，提升紧急情况下的应变能力和处理技巧，避免一些不必要错误的发生造成的人身危险和财物损失。为保证全方位调动参训者的视觉、触觉、听觉、嗅觉、味觉和运动感知等，VR安全教育实训演练配备相应的设备设施以实现身体和精神感受的联结，其中的操作规程和交互规则也立足于实际操作规范和现实物理定律，力求参训者进入后达到身临其境的沉浸感。VR安全教育实训演练还可以结合评估测试系统，成为体系化的完整系统，监控教育实训演练过程，对单人实训、多人联合演练的结果进行分数评定和考核，不达标的提出重新训练，或参训者根据自身情况进行多次重复练习，实现一体化的服务流程。VR技术真正实现理想的状态下，甚至可以达成虚拟和现实难辨真伪的零差距程度。因而VR安全教育实训演练，可以使参训者如同亲身经历真实场景一般印象深刻、记忆恒久。
　　3 VR技术现今在安全领域的应用状况
　　VR技术的优势受到普遍认同，被视为未来21世纪最具市场前景和应用价值的技术之一。或许任何能促进伟大变革、划时代的东西，前期都要经历幼稚的阶段，正如婴儿的蹒跚学步，不断重复着跌倒和爬起。VR技术应用于安全领域可预期的前景无限美好，但VR技术现今在中国安全领域的实际应用状况并不喜人。
　　3.1 VR技术现今在中国安全领域应用状况不佳的原因 　　细细思考之下，原因是多方面的。
　　（1）当前中国的VR技术远未成熟，安全领域的应用、内容开发受到较大局限，效果不尽如意。理想的VR技术应具备一切正常人的感知功能，即不只视觉，还包括听觉、触觉、味觉、嗅觉、运动感知等等，能虚拟所有的现实特征，具有多感知性，可以达到使模拟环境中的用户真假难辨的真实程度。并且，理想的VR技术还应该能使模拟环境中的物体依据现实世界的物理运动定律进行自主动作，用户可对物体进行操作并得到相应反馈。要实现上述理想的VR技术效果，硬件、软件都要跟得上要求。
　　首先，我国当前开发的VR硬件设备，处理速度远远无法满足虚拟现实大数据传输的需求，存在使用不便、效果不佳的显著问题。目前VR技术的主要硬件就是头显装置，但我国VR还在技术摸索发展时期，头显清晰度不够，场景切换慢，控制不灵活等等，各种问题难以避免，大大影响体验效果，和用户预期效果有着不小的差距。
　　同时，我国VR技术在相关的语言、算法、技术处理、辅助设备设计方面也尚需进一步提高。例如：三维建模技术需要完善和提高，高速图形图像处理、集合与物理建模方法还有很多疑难没研究透彻，人工智能等领域、新型传感机理存在诸多问题急需解决。又因为受硬件局限性的拖累，VR软件在开发上虽然耗费不菲却效果无多，可用性差。
　　而且，目前VR技术的多感知性和交互性尚未完全完善，安全领域的内容开发不足。现在的VR技术虚拟感知多重在视觉合成，投放在运动感知、听觉、触觉方面的关注不多，嗅觉、味觉方面的设备还未能配套和商品化。另外，语音识别尚需提高，人工智能也有待加强，交互方面还无法达到让人满意程度，所以用户离身临其境的沉浸感还有不小的距离。
　　虽然在热潮时期，VR技术的魅力已可真切体验到，其辉煌前景也能初步窥探，但上升到行业层面，即使未来趋势毋庸置疑，却也必须承认，我国的VR技术仍处于稚嫩期，无论硬件、软件都亟待成长，缺乏统一的规范，核心专利、底层专利都是国外的。因为受到以上种种限制，VR技术在安全领域的应用、内容开发举步维艰，效果不尽如意。
　　（2）当前VR技术设备昂贵，在安全领域的应用、内容开发价格十分高，推广受到限制。当前VR技术的硬件设备，在视觉方面多为头盔式立体显示仪或VR眼镜等;触觉、位置感方面有操作手柄、数据手套、数据服、空间定位基站等，如果是多人协作方式，还包括激光定位光塔、追踪器、定位与动作捕捉器、听觉方面则为立体音响;另外还有语音识别、眼球运动检测方面的装置。不久的未来，还会逐渐开发出模拟味觉和嗅觉的设备。而VR相关设备里，仅一个头盔式显示器再加上配置电脑主机，其成本就达上万元，更别提高端设备。
　　而要开发安全领域应用方面的VR内容，其成本也十分高昂。據了解，仅仅是系了安全带后高空坠落效果的VR内容开发，不到一分钟时间的体验，某家公司就为此付费百万。若想要更加具体、丰富、规模更大的安全领域方面VR内容，费用将是天文数字，一般公司承担困难。
　　设备和内容开发的昂贵价格，使得VR技术在安全领域的应用推广感受到强大阻力。而应用、开发少，VR技术在安全领域方面难以发展提高，又使用户满意度无法提升，令得VR技术在安全方面的发展更加艰难。
　　3.2 VR技术在中国安全领域应用状况将得到改善
　　虽然VR技术应用于安全领域目前还存在不少问题，但纵观历史长河，无数先例告知我们，只要给予时间，随着VR技术在发展中不断改善进步趋向成熟，不只在其它各行各业会得到更加广阔更加深远的利用，在安全领域原有的问题也将如日出雪融，不再是问题。但我们需要等待多长时间呢？据资料可知，VR技术的发达国家如美国，已经在航空、卫星、空间站建立了VR训练系统，建立了供全国使用的VR教育系统，在军事领域也有各种形式和环境的VR战场模拟训练。美国的VR技术遥遥领先于中国，拥有绝对的话语权，能有如此发展，除了比我国先起步，有更多时间研究开发以外，与国家的重视与大力扶助分不开。中国在80年代才引进VR技术，在前两年虽曾兴起热潮，但无论环境还是产业链都只初具雏形，软硬件技术都还很稚嫩，特别是核心技术与专利都是国外的。好在中国已经认识到自身的落后，开始奋勇追赶，近两年VR技术发展平稳。对于VR技术，中国政策上已经有明确的鼓励，若能有强力的资金支持和完善的专利保护，相信中国的VR技术也会有喜人的进步。到那时，安全领域的VR技术应用想必也能让我们大为惊喜！
　　4 结语
　　安全是发展的基础，生命是希望的源泉。当安全携手VR技术，我们的生命就如战士披上了坚实铠甲，可以更加安心地勇往直前，开拓中国的辉煌明天！
　　参考文献
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　　[3] 郭占涛，李红丽.浅析虚拟现实技术的优点及发展趋势[J].科研信息化技术与应用，2018，9（3）：79-83.
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