什麼是虛擬實境 (VR)？

虛擬實境 (VR) 是一種技術，結合硬體和軟體來創造虛擬的環境和體驗。這些體驗的使用範圍包括專業領域 (訓練、教育與協同合作) 和個人領域 (電玩遊戲、電視與電影娛樂)。

虛擬實境使用硬體 (頭戴式顯示器、追蹤系統、圖形處理) 和軟體 (網路型或本機應用程式)，讓使用者沉浸在虛擬世界中。  

透過結合驅動體驗的虛擬實境硬體與創造虛擬環境的軟體，使用者會進入一個世界，並可以在當中執行動作，體驗現實世界難以或不可能實現的情境。

VR 通常分成三種不同的類型，包括非沉浸式、半沉浸式以及完全沉浸式。

非沉浸式 VR 通常透過電腦或手機螢幕提供。這類體驗被視為非沉浸式體驗，是因為使用者並未完全進入環境中，因此仍然能夠察覺到實體周遭情況。  

半沉浸式 VR 融合真實世界與虛擬世界。這類體驗的使用者通常會配戴頭戴式顯示器 (HMD)，也可能會使用手持控制器。  這種體驗為半沉浸式而非完全沉浸式體驗，是因為使用者會體驗到創造出的虛擬世界，但某種程度上仍可察覺周遭環境。舉例來說，您可以坐在辦公室內，而頭戴式顯示器在會議室四周投影遙測畫面。這是真實世界辦公室和虛擬化畫面的結合。

完全沉浸式 VR 會讓使用者進入一個世界，完全包覆感官，讓他們完全專注於創造出來的環境。使用者同樣要使用 HMD，但這類體驗更注重於提供全方位的環境。有時候，使用者也可能要佩戴手套、緊身衣和其他設備，讓他們的感官與所創造的虛擬世界保持一致。除此之外，部分情境也可以使用「虛擬實境洞穴系統」(cave automated virtual environment)，剛好能縮寫為「CAVE」。這個系統會進一步利用房間內的三到六面牆來投影環境。

您可以透過虛擬實境體驗各種互動，不需要建立實體環境，因此可以降低成本。例如，外科實習醫師可利用虛擬實境來學習如何為病患動手術，且不必承擔污染和受傷的風險。

虛擬實境也讓使用者能夠體驗僅有 VR 能實現的狀況，例如讓工程師透過虛擬化畫面查看飛機渦輪內部，瞭解飛行中的渦輪使用情形。

有項與 VR 類似的技術稱為 擴增實境 (AR)。兩者皆創造虛擬世界，但是 AR 著重於為「真實」世界添加額外資訊。

舉例來說，雖然 VR 頭戴式裝置能創造使用者坐在電影院的體驗，但是 AR 頭戴式裝置可能採用不同的做法，讓使用者可以在家中客廳的牆上放置一面大型電影院螢幕。

AR 和 VR 均使用類似的技術，但是有越來越多人探索 AR 著重於結合真實與虛擬的能力，亦即使用 Meta Quest 3 和 Apple Vision Pro。

虛擬實境可以為專業和個人層面提供廣泛用途。

在專業用途方面，虛擬實境可讓學生與受訓者存取虛擬工具、實驗室、虛擬教室等。

娛樂與休閒方面也越來越常運用虛擬實境，例如電玩遊戲、社群網路及健身。

雖然有不同的製造商和虛擬實境格式，但通常都會包含數種硬體和軟體元素。

頭戴式顯示器：以前，若要在半沉浸式和完全沉浸式 VR 中創造視覺效果，需依賴 3D 螢幕和 3D 投影機，如今 HMD 已成為最經濟實惠且實用的方法。為呈現視覺效果，顯示器技術 (包括高畫面更新率和高解析度螢幕) 要放在使用者眼前。在考慮 VR 時，HMD 通常是人們首先想到的元素。

圖形處理：雖然某些虛擬實境頭戴式裝置可能會運用高效能電腦執行圖形處理，但某些 HMD 本身具備整合式圖形處理器 (GPU)。這項技術能夠執行虛擬世界渲染，創造高解析度、細節豐富的沉浸式環境 (依 GPU 效能而異)。

追蹤系統：當 VR 讓使用者進入虛擬環境，追蹤系統技術是將頭部、身體甚至眼睛動作轉化至虛擬世界的關鍵。追蹤系統可在頭戴式裝置內執行 (稱為由內向外追蹤)，也可能在使用者所在位置的動作追蹤器 (由外向內追蹤) 內執行，或兩者混合使用。  

輸入裝置：輸入裝置通常是虛擬實境體驗的一部分。輸入裝置依系統而異，但通常由手動操作，並可能提供按鈕輸入及追蹤空間移動。這些裝置經常與系統整合，讓使用者感覺自己能與虛擬世界互動。值得注意的是，隨著技術發展，對於實體輸入裝置的依賴逐漸降低，轉而更加仰賴僅捕捉使用者的手部動作。例如，Meta Quest 3 和 Apple Vision Pro 皆只需要使用手部與手指動作，即可瀏覽介面。

軟體：只要使用者能夠存取高效能的虛擬實境硬體，便能藉由軟體技術方便存取各種不同體驗。專業用途 (例如教育和訓練) 以及個人用途 (例如電玩遊戲、電視和電影) 所使用的軟體可能不同。

自 1960 年虛擬實境推出以來，目標不曾改變，就是將使用者送進虛擬世界，為他們提供逼真的體驗。

然而，數十年來不斷改變的主要元素，是實現虛擬實境之技術的精密程度。 

隨著時間過去，我們的技術已經發展出直接穿戴在臉上的頭戴式裝置，提供細節豐富且逼真寫實的影像，並可以追蹤使用者在 3D 空間場中的動作，還能提供各種視覺、聽覺、觸覺，甚至是嗅覺刺激。

 若要推測虛擬實境未來的發展，可以假設這樣的發展軌跡會繼續下去，頭戴式裝置會變得更輕而且規格更小，例如穿戴式眼鏡，或甚至是隱形眼鏡。

這些裝置除了尺寸和重量減少，功率也可能會提高，包括更好的螢幕技術 (例如更高的解析度和更新率)，以及不需要使用周邊裝置即可更加精準和自然地追蹤動作，進一步縮小虛擬和真實世界體驗的差距。

 當 VR 軟體變得普及並產生商業影響力，進而吸引開發人員及資金投入時，VR 體驗的軟體品質與數量都會增加，軟體也會變得更加精密。

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