黃冠 曾靖盛

摘? ?要：近年來，在以科技創(chuàng)新等為大背景的新時(shí)代，國內(nèi)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究已成為熱點(diǎn)。文章選擇用Citespace可視化分析軟件對(duì)2015—2020年CNKI數(shù)據(jù)庫中刊載的虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)來源進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。文章以定量研究的方法，基于軟件提供的知識(shí)圖譜系統(tǒng)對(duì)所選文獻(xiàn)進(jìn)行處理，綜述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育、醫(yī)療、軍事等各大領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及趨勢(shì)，并多角度分析虛擬現(xiàn)實(shí)的研究趨勢(shì)，以期為相關(guān)研究人員提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);知識(shí)圖譜;現(xiàn)狀;熱點(diǎn);趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2022）10-0049-09

一、引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡稱VR）是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的新技術(shù)，通過對(duì)計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、實(shí)時(shí)技術(shù)、人工智能、仿真技術(shù)等的結(jié)合，使參與者置身于集視覺、聽覺、觸覺、味覺等于一體的三維虛擬環(huán)境中，借助特殊的輸入輸出設(shè)備，用自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，產(chǎn)生沉浸感。[1]

在科技創(chuàng)新的大背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在各大領(lǐng)域發(fā)散開來，本研究通過對(duì)國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并進(jìn)一步分析，得出虛擬現(xiàn)實(shí)2015—2020年的研究領(lǐng)域、熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，以期為后續(xù)研究提供一定的參考與借鑒。

二、研究設(shè)計(jì)

（一）數(shù)據(jù)來源與選擇

中國知網(wǎng)（CNKI）作為一個(gè)綜合性數(shù)據(jù)庫，其收錄的文獻(xiàn)完備，檢索方式科學(xué)，檢索結(jié)果準(zhǔn)確，能夠確保數(shù)據(jù)來源的客觀全面。因此，本研究的數(shù)據(jù)來源是中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫，并以“虛擬現(xiàn)實(shí)”為關(guān)鍵詞或者以“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”為關(guān)鍵詞或者以“VR”為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，檢索開始日期設(shè)置為2015年，檢索范圍設(shè)置為學(xué)術(shù)期刊，期刊來源選擇“北大核心、CSSCI、CSCD”。截止到2021年3月1日，共檢索到相關(guān)文獻(xiàn)1697篇，通過篩選1544篇文獻(xiàn)作為此研究的數(shù)據(jù)樣本。

（二）研究工具與方法

隨著科技的發(fā)展，文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析軟件層出不窮，本研究則選擇以準(zhǔn)確、高效、便利著稱的Citespace進(jìn)行文獻(xiàn)分析。Citespace通過分析數(shù)據(jù)生成聚類視圖和時(shí)區(qū)視圖，時(shí)區(qū)視圖可顯示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨時(shí)間變化的關(guān)系。[2]通過該軟件提供的相關(guān)功能，設(shè)置相應(yīng)閾值，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表的時(shí)間分布、作者及其所在的高產(chǎn)機(jī)構(gòu)分布，以及研究熱點(diǎn)分布等進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，并結(jié)合對(duì)所選文獻(xiàn)的閱讀，系統(tǒng)梳理出該領(lǐng)域的相關(guān)研究現(xiàn)狀及熱點(diǎn)。

在研究過程中，將定量研究中的實(shí)驗(yàn)研究法、調(diào)查研究法，定性研究中的內(nèi)容分析法、行動(dòng)研究法等相結(jié)合，在多元綜合研究范式上，運(yùn)用混合研究等方法，以期達(dá)到研究目的。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)研究時(shí)空分布、分析及趨勢(shì)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)間分布圖譜

為考察虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究成果，本文對(duì)中國知網(wǎng)2015—2020年發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖1所示。2015—2017年，發(fā)文量增速明顯提高，2017—2020年發(fā)文趨勢(shì)穩(wěn)定，但2020年后，增速再次開始提升，且2017年后的年發(fā)文量均超過300篇。基于我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被重視的程度以及2015—2020年相關(guān)研究的趨勢(shì)， 2020年虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)研究的論文數(shù)量突破400篇。2016—2017年的增速相比其余幾年來說是最突出的，而2016年也被眾多媒體稱為VR元年，業(yè)界和學(xué)界對(duì)其研究的增多是當(dāng)年發(fā)文量突增的原因。而之后的一年發(fā)文量相對(duì)減少，可以看出業(yè)界和學(xué)界開始對(duì)VR進(jìn)行客觀的分析和理性的判斷，并有沉淀和反思。[3]趙沁平院士談到，所謂的“虛擬現(xiàn)實(shí)元年”實(shí)際上是指，VR技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，一些新技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入大眾消費(fèi)領(lǐng)域，新技術(shù)、新產(chǎn)品帶來的新鮮感促成新的消費(fèi)市場(chǎng)，巨大的商機(jī)引起產(chǎn)業(yè)界、投資界及媒體的關(guān)注。[4]

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究的空間分布圖譜

在中國知網(wǎng)的檢索結(jié)果中，通過計(jì)量可視化分析得到虛擬現(xiàn)實(shí)的研究高產(chǎn)機(jī)構(gòu)如圖2所示。有50余所院校對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)開展相關(guān)研究，積極性最高的還是雙一流高校。發(fā)文量排在前三位的高校分別是中國傳媒大學(xué)（40篇）、清華大學(xué)（39篇）和北京師范大學(xué)（29篇），其次是上海大學(xué)（28篇），緊隨其后的數(shù)所院校發(fā)文量則在20篇左右。

運(yùn)行Citespace軟件，選擇時(shí)間切片為一年，節(jié)點(diǎn)類型為“Institution”，Selection Criteria選擇g-index，設(shè)置Top N=50、k=25，可視化類型選擇“Timezone View”，得到2015—2020年虛擬現(xiàn)實(shí)研究機(jī)構(gòu)的時(shí)序視圖。視圖中的數(shù)據(jù)顯示，2017年中國傳媒大學(xué)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的研究尤為突出，接著是中國人民大學(xué)和清華大學(xué)，但是各高校之間合作不多。2018年上海大學(xué)上海電影學(xué)院成為核心節(jié)點(diǎn)，隨后是理工科實(shí)驗(yàn)室和院校加入此領(lǐng)域的研究。2019年的核心節(jié)點(diǎn)為中國傳媒大學(xué)戲劇影視學(xué)院，接著仍然是理工類院校，此外醫(yī)學(xué)類院校也開始對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行研究。2020年首都醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院成為核心節(jié)點(diǎn)，理科類院校和實(shí)驗(yàn)室的研究減少。通過對(duì)每年機(jī)構(gòu)核心節(jié)點(diǎn)院校的分析研究可以看出，2019年以前，新聞學(xué)院和電影學(xué)院尤為熱衷對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究，其中中國傳媒大學(xué)能夠持續(xù)關(guān)注，研究成果頗豐，成為2015—2020年機(jī)構(gòu)時(shí)序的核心節(jié)點(diǎn)。2019年以后醫(yī)學(xué)類院校逐步成為研究的主力軍，新聞與電影學(xué)院研究急劇減少。整體來看，我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究領(lǐng)域開始逐步擴(kuò)大，知名院校率先進(jìn)行相關(guān)研究，隨后各類高校和社會(huì)機(jī)構(gòu)也加入研究，研究發(fā)展迅速，聯(lián)系也更加緊密。研究機(jī)構(gòu)的多樣化和大眾化說明虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究開始在各領(lǐng)域發(fā)展開來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用開始逐漸深入到社會(huì)的各行各業(yè)。

基于2015—2020年對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)研究領(lǐng)域發(fā)文作者的研究，通過可視化分析軟件生成作者共現(xiàn)知識(shí)圖譜。其中發(fā)文量最大的謝嘉成有8篇，接著是王學(xué)文發(fā)文量為7篇，尹勇、方馳華、呂健等發(fā)文量均為6篇?？梢姼弋a(chǎn)作者數(shù)量不多，且高產(chǎn)作者間聯(lián)系不緊密，謝嘉成和王學(xué)文是機(jī)構(gòu)內(nèi)合作發(fā)文，其余作者發(fā)文較少且極少合作。從高產(chǎn)機(jī)構(gòu)與高產(chǎn)作者進(jìn)行分析，發(fā)文量靠前的四位作者中，謝嘉成和王學(xué)文的研究領(lǐng)域是綜采裝備，尹勇的研究領(lǐng)域是船舶工業(yè)，方馳華的研究領(lǐng)域是醫(yī)學(xué)教育，其所在的研究機(jī)構(gòu)也不盡相同?？梢娞摂M現(xiàn)實(shí)未因研究而形成系統(tǒng)、高影響力的機(jī)構(gòu)，各領(lǐng)域間的研究各自為營，缺少合作與交流。這與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)興起時(shí)間短、研究起步相對(duì)滯后有關(guān)。

（三）關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是論文中表達(dá)主題內(nèi)容的詞或詞組，而論文作為科學(xué)研究中創(chuàng)造性思想的載體，傳遞著科研信息。[5]通過對(duì)關(guān)鍵詞的分析統(tǒng)計(jì)可以了解虛擬現(xiàn)實(shí)研究的現(xiàn)狀與趨勢(shì)等概況，通過中介中心度的高低則可以了解對(duì)應(yīng)關(guān)鍵詞在整個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)中的媒介能力以及網(wǎng)絡(luò)資源控制能力的強(qiáng)弱。[6]中心度和頻次高的關(guān)鍵詞代表一段時(shí)間內(nèi)研究者共同關(guān)注的問題，即研究熱點(diǎn)。[7]可視化軟件Citespace提供的關(guān)鍵詞聚類視圖則可以清晰明了地將某領(lǐng)域的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)通過圖譜中的節(jié)點(diǎn)大小表示出來，節(jié)點(diǎn)越大，說明相關(guān)主題出現(xiàn)的頻次越高，研究熱度越大。

運(yùn)行Citespace軟件，選擇時(shí)間切片為一年，節(jié)點(diǎn)類型為“Keyword”，Selection Criteria選擇g-index，設(shè)置k=25，得到2015—2020年虛擬現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識(shí)圖譜。

通過對(duì)圖譜中的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到頻次排名前25的關(guān)鍵詞和中心度排名前25的關(guān)鍵詞分布如表1和表2所示。從兩表中可看出頻次和中心度的關(guān)鍵詞并未一一對(duì)應(yīng)，但整體上具有一致性，由此可見，關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的研究在“虛擬現(xiàn)實(shí)”“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”“VR”“VR技術(shù)”“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”“人機(jī)交互”“Unity3D”“人工智能”“系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）”等方面尤為重要，是整個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。從關(guān)鍵詞可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)的研究包含理論和技術(shù)等方面，排名靠前的四個(gè)關(guān)鍵詞則可劃分為一類，研究主要集中在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵、發(fā)展、特征、技術(shù)研究等方面。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究主要體現(xiàn)在虛擬信息與真實(shí)事件融合中所運(yùn)用的多種技術(shù)手段等方面，人機(jī)交互的研究則側(cè)重于系統(tǒng)與用戶之間的交互方面。Unity3D是實(shí)現(xiàn)3D互動(dòng)內(nèi)容創(chuàng)作和運(yùn)營的平臺(tái)，可以應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中，研究包括用戶的體驗(yàn)感和系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)等方面。在用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)研究方面，人工智能是一項(xiàng)新的技術(shù)科學(xué)，涉及該技術(shù)中的理論及技術(shù)對(duì)用戶的沉浸感和交互性等方面。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)的思想和方法設(shè)計(jì)滿足目標(biāo)要求的新系統(tǒng)的過程。閱讀通過關(guān)鍵詞檢索得到的文獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)在實(shí)際運(yùn)用中的研究最多，這說明虛擬現(xiàn)實(shí)的研究和應(yīng)用是密不可分的，而不僅僅是停留在理論層面。

聚類標(biāo)簽視圖是基于默認(rèn)視圖，通過譜聚類算法生成知識(shí)聚類，再通過算法提取相關(guān)施引文獻(xiàn)中的標(biāo)簽詞，從中獲取相關(guān)研究趨勢(shì)及熱點(diǎn)。[8]本研究中生成的聚類標(biāo)簽主要包含14個(gè)聚類，代表2015—2020年虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究領(lǐng)域，本文則選擇信息量相對(duì)較大、節(jié)點(diǎn)數(shù)相對(duì)較多的四個(gè)聚類（#1虛擬現(xiàn)實(shí)、#4人機(jī)交互、#5增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、#6人工智能）進(jìn)行分析研究。

通過對(duì)圖譜中聚類標(biāo)簽周圍的線條密集程度和標(biāo)簽大小可以清晰地看到排在前面的四個(gè)聚類，其中圖譜中的聚類#0的標(biāo)簽為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，聚類#1的標(biāo)簽為虛擬現(xiàn)實(shí)，聚類#2的標(biāo)簽為VR技術(shù)，聚類#3的標(biāo)簽為VR，這幾個(gè)聚類主要研究該領(lǐng)域下的不同方面，本文將從不同側(cè)面進(jìn)行闡述。對(duì)可視化軟件得到的知識(shí)圖譜進(jìn)一步整理，梳理出各聚類的研究專題和關(guān)鍵詞如表3所示。

1.將聚類#0虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)標(biāo)簽以及之后的三個(gè)標(biāo)簽作為關(guān)鍵詞對(duì)2015—2020年的文章進(jìn)行檢索，并閱讀相關(guān)文獻(xiàn)?？梢粤私獾教摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究集中在計(jì)算機(jī)軟件及計(jì)算機(jī)應(yīng)用這一專題，對(duì)三維動(dòng)畫、場(chǎng)景構(gòu)建、應(yīng)用研究、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等的研究為多。這關(guān)涉虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)——基于計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、仿真技術(shù)等多重技術(shù)構(gòu)建虛擬環(huán)境，能使參與者產(chǎn)生觸覺、聽覺等多重感受，并完全沉浸其中。

在煤炭領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也越來越受到重視并在局部開展實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用，取得較多的成果，包括虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景仿真、教育培訓(xùn)、煤礦裝備虛擬現(xiàn)實(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、虛擬規(guī)劃方法、“VR+AR”技術(shù)融合設(shè)計(jì)等方面。[9]

而在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，虛擬仿真、全景視頻等的運(yùn)用，可極大減少人力、物力、財(cái)力的耗費(fèi)。對(duì)于醫(yī)學(xué)教學(xué)而言，VR技術(shù)能夠有效地彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的不足、突破時(shí)間和空間限制、充實(shí)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)、模擬真實(shí)場(chǎng)景避免危險(xiǎn)。[10]此外，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域還將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于改善腦卒中后上肢功能、提高生活自理能力效果的研究中。[11]

在新聞業(yè)、電影電視業(yè)的研究中，研究者通過研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在相應(yīng)領(lǐng)域的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀、特征，闡述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與對(duì)應(yīng)領(lǐng)域相結(jié)合的可行性及依據(jù)，進(jìn)而開展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在該領(lǐng)域或行業(yè)未來發(fā)展方向的研究。在傳媒行業(yè)，其發(fā)展離不開新技術(shù)的推動(dòng)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為傳媒數(shù)字化帶來新的機(jī)遇。[12]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其能產(chǎn)生逼近真實(shí)情境的虛擬環(huán)境而使讀者獲得沉浸式體驗(yàn)，為新聞業(yè)帶來巨大的創(chuàng)新空間。[13]譬如，在VR技術(shù)支持下的全景化新聞，可以讓受眾自由選擇觀看的視角和內(nèi)容，使沉浸式信息的獲取和消費(fèi)成為可能。[14]

基于建筑科學(xué)與工程專題和船舶工業(yè)專題的相關(guān)研究大多是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為依托，運(yùn)用Unity3D等軟件進(jìn)行三維建模，通過實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，證明系統(tǒng)的可行性、有效性、優(yōu)點(diǎn)等。正如相關(guān)學(xué)者的研究中談到，隨著VR技術(shù)的發(fā)展，其在工業(yè)中的應(yīng)用，既是對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)新維度、新方法的探索和實(shí)踐，又是對(duì)VR技術(shù)進(jìn)一步的應(yīng)用和探討。[15]

聚類#1虛擬現(xiàn)實(shí)的研究集中在虛擬現(xiàn)實(shí)的概念以及基于此概念的具體實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用，其中教育專題和應(yīng)用專題的研究居多。教育尤其是基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展。[16]因此，教育者應(yīng)理性分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用潛力，剖析該現(xiàn)狀背后的原因，多視角反思存在的挑戰(zhàn)，在教育領(lǐng)域更加深入地進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的研究。

2.聚類#4人機(jī)交互標(biāo)簽下的研究，包括人機(jī)交互、沉浸感、三維重建、遺傳算法等關(guān)鍵詞。沉浸感、交互性和構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實(shí)的三個(gè)基本特征，其中人機(jī)交互是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心技術(shù)之一，更是為用戶提供體驗(yàn)、走向應(yīng)用的核心環(huán)節(jié)。[17]可見，該聚類下的研究主要聚焦于界面范式、算法、三維重建、交互任務(wù)分析、如何實(shí)現(xiàn)交互任務(wù)、現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)等，研究范圍廣泛，涉及教育、運(yùn)輸、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域。中國科學(xué)院軟件研究所人機(jī)交互北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究者針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)中的人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行闡述，為通過設(shè)備和界面完成既定交互任務(wù)提出具體辦法，包含三維交互、姿勢(shì)交互、手持移動(dòng)設(shè)備交互、語音交互、力/觸覺交互、多通道交互技術(shù)等。[18]相關(guān)學(xué)者也都圍繞其中某一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用展開研究。

3.聚類#5增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)簽下的研究，包含增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、可視化、3D打印等關(guān)鍵詞。隨著科技的不斷發(fā)展、研究的不斷深入，VR、AR、MR等概念也相繼提出。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR），是廣義上的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的擴(kuò)展。[19]是將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，使真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫面或空間，并為體驗(yàn)者提供信息交互的技術(shù)。通過對(duì)相關(guān)關(guān)鍵詞的論文進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、閱讀發(fā)現(xiàn)，研究主要集中在教育教學(xué)領(lǐng)域、數(shù)字化傳媒領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域，其中關(guān)于VR/AR技術(shù)嵌入必要性和可行性的應(yīng)用案例研究頗多，涉及VR/AR教學(xué)體驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，具身認(rèn)知理論視域下的VR/AR，VR/AR視角下的價(jià)值邏輯與行動(dòng)策略、應(yīng)用及發(fā)展策略、案例述評(píng)等。該聚類下的研究將理論與實(shí)際運(yùn)用相結(jié)合，范圍更為具體、內(nèi)容更有深度。教育工作者和科研人員結(jié)合混合現(xiàn)實(shí)在正式教育與非正式教育領(lǐng)域中開展較為廣泛的探索和研究，尤其在具體學(xué)科教學(xué)、創(chuàng)設(shè)在線虛擬課堂，以及醫(yī)療、建筑、航空航天等領(lǐng)域的技能培訓(xùn)中取得良好效果。[20]

4.聚類#6人工智能標(biāo)簽下的研究主要集中在新聞與傳媒專題下，這與人工智能、VR/AR等新技術(shù)對(duì)傳媒業(yè)進(jìn)行新一輪的重構(gòu)有關(guān)。研究圍繞人工智能在新聞業(yè)的應(yīng)用、運(yùn)營環(huán)境的變革、發(fā)展趨勢(shì)展開，提出通過智能技術(shù)與新聞生產(chǎn)的結(jié)合，未來的傳媒業(yè)生態(tài)將實(shí)現(xiàn)無邊界重構(gòu)，打造全新的體驗(yàn)，盈利模式等也將多元化。此外，數(shù)字圖書館與出版專題下對(duì)該領(lǐng)域的研究也如火如荼，主要集中在圖書館技術(shù)趨勢(shì)、信息資源建設(shè)、平臺(tái)開發(fā)等方面。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)的時(shí)序趨勢(shì)

通過對(duì)Citespace的運(yùn)行，分析出2017—2020年有“威尼斯國際電影節(jié)”“應(yīng)用”“VR”“AR”“沉浸感”等五個(gè)突現(xiàn)詞，如圖3所示，2017年出現(xiàn)的四個(gè)突現(xiàn)詞，在一定程度上可以看出虛擬現(xiàn)實(shí)在國內(nèi)外均偏向于實(shí)際應(yīng)用的研究?！巴崴闺娪肮?jié)”這個(gè)突現(xiàn)詞與2017年的研究機(jī)構(gòu)多為傳媒大學(xué)的新聞學(xué)院、電影學(xué)院密切相關(guān)。2018年出現(xiàn)的“沉浸感”與理科類院校、社會(huì)機(jī)構(gòu)等進(jìn)行的研究相關(guān)，說明虛擬現(xiàn)實(shí)的運(yùn)用社會(huì)影響廣泛，開始轉(zhuǎn)向?qū)嶋H運(yùn)用中沉浸感和體驗(yàn)感的研究。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中存在的問題及不足

在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等急速發(fā)展的今天，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是21世紀(jì)影響人們生活的重要技術(shù)之一。但是該技術(shù)在發(fā)展中遇到的問題也層出不窮，主要表現(xiàn)在以下方面。

（一）教育教學(xué)領(lǐng)域

北京師范大學(xué)智慧學(xué)習(xí)研究院相關(guān)學(xué)者談到，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，各技術(shù)的運(yùn)用還不夠成熟穩(wěn)定，主要問題有：①分辨率不夠，影響沉浸式體驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)。②缺乏視覺和觸覺的反饋，用戶戴上設(shè)備后無法直接覺察現(xiàn)實(shí)世界中的事物。③用戶的健康問題，長期使用虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯會(huì)出現(xiàn)頭暈及惡心等癥狀。④教育資源設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù)門檻高。學(xué)科教師很難像專業(yè)的設(shè)計(jì)開發(fā)者那樣設(shè)計(jì)和開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)資源。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要改進(jìn)，避免高難度的資源開發(fā)和設(shè)計(jì)技術(shù)，以方便普通教師按照自己的需求設(shè)計(jì)相關(guān)資源。[21]此外，教育教學(xué)理論與該技術(shù)的融合還不夠深入，在各類教育培訓(xùn)實(shí)踐需求的對(duì)接上存在冗余效應(yīng)、認(rèn)知負(fù)荷超載、沉浸式體驗(yàn)不足等問題。

（二）醫(yī)學(xué)領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)治療領(lǐng)域的不斷發(fā)展，或?qū)⒊蔀橐环N新型有效的康復(fù)醫(yī)學(xué)手段，但就目前的研究來說，仍有諸多不足。包括樣本試驗(yàn)小、獲益人群不明確、不同患者使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有差異、康復(fù)訓(xùn)練中該技術(shù)的運(yùn)用體系不完善、設(shè)備開發(fā)及投入費(fèi)用高、推廣難度大等方面。[22]這些難題都需要醫(yī)學(xué)工作者努力去攻克。

（三）軍事領(lǐng)域

隨著軍事科技的日益精進(jìn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍用領(lǐng)域的應(yīng)用大幅提升，各類問題也接踵而來。在系統(tǒng)實(shí)用性方面，現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)與系統(tǒng)功能方面存在較大不足，可提供維修指導(dǎo)的故障數(shù)量十分有限，功能限制在單一的維修訓(xùn)練、原理演示、誘導(dǎo)維修等方面，系統(tǒng)集成度不高。在設(shè)備上，與單兵軍事裝備結(jié)合不緊密，無法在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中很好地保護(hù)士兵;弱化士兵對(duì)真實(shí)環(huán)境的感知能力;使用溫度、續(xù)航時(shí)間、視野范圍等性能參數(shù)無法適應(yīng)嚴(yán)峻的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，同時(shí)系統(tǒng)也存在缺陷。[23]

（四）工業(yè)領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為工業(yè)領(lǐng)域的重要生產(chǎn)工具，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、虛擬車間、過程模擬、制造規(guī)劃、生產(chǎn)培訓(xùn)等方面有著不同的應(yīng)用。但在應(yīng)用過程中也伴隨產(chǎn)生各類問題，如在模擬操作，場(chǎng)景、設(shè)備的仿真工藝和展示中，存在脫離實(shí)際環(huán)境、設(shè)備仿真不可控、裝備實(shí)際運(yùn)行和虛擬監(jiān)測(cè)監(jiān)控之間不準(zhǔn)確、仿真參數(shù)未全面形成體系、仿真參數(shù)和真實(shí)設(shè)備參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)性差、關(guān)聯(lián)性和融合度都明顯不高等問題。[24]

（五）數(shù)字化傳媒領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化傳媒領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)各種嘗試，但在內(nèi)容的呈現(xiàn)上存在選題單一、展示多于交互、層次較淺或不清等問題。有的作品由于視角和空間被固定，體驗(yàn)感極差，或者僅僅能滿足用戶的好奇心，無太多新聞價(jià)值。有的作品缺少引導(dǎo)性信息等，用戶在應(yīng)用上存在盲目探索現(xiàn)象，又或者信息增量使用不當(dāng)，影響客戶注意力。[25]在技術(shù)層面，由于拍攝設(shè)備的因素，VR視頻畫面縫合粗糙、變形嚴(yán)重、視角及圖像質(zhì)量差等問題突出。在用戶方面，雖然經(jīng)過幾年的發(fā)展，但VR設(shè)備的普及率并未大幅提升，甚至出現(xiàn)用戶群體流失等現(xiàn)象。在產(chǎn)品制作方面，編輯團(tuán)隊(duì)的能力、制作成本及盈利模式均存在不同程度的挑戰(zhàn)。

五、虛擬現(xiàn)實(shí)的未來研究趨勢(shì)分析

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵、本質(zhì)等理論研究

國內(nèi)外對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的研究與實(shí)踐，都突出表明這一科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域仍然存在一系列有待解決的根本性理論問題和關(guān)鍵技術(shù)問題，這些問題的任何突破都會(huì)導(dǎo)致VR技術(shù)的巨大發(fā)展及實(shí)用化程度的大幅度提高。[26]作為一項(xiàng)新技術(shù)，學(xué)術(shù)界開始將心理學(xué)、教育學(xué)與其相結(jié)合進(jìn)行研究，如美國學(xué)者埃弗里特·M·羅杰斯（Everett M Rogers）提出創(chuàng)新擴(kuò)散理論?？梢娞摂M現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵、本質(zhì)、特性、研究目標(biāo)等與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的形成及發(fā)展關(guān)系密切，只有對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的起源及發(fā)展過程有清晰的認(rèn)知，才能很好地把握虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)際運(yùn)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展程度、發(fā)展速度、應(yīng)用領(lǐng)域是衡量其實(shí)際運(yùn)用與發(fā)展的重要指標(biāo)。而實(shí)際運(yùn)用則體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、人機(jī)交互、虛擬仿真、沉浸感、全景視頻、三維建模、三維重建、遺傳算法、建筑信息模型等方面。從這些關(guān)鍵詞中可看出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究覆蓋社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，其研究前景與發(fā)展空間空前巨大，但其所面臨的困難與阻礙也不容小覷。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)視角下虛擬現(xiàn)實(shí)的研究包括規(guī)劃設(shè)計(jì)、訓(xùn)練演示、娛樂、展示等方面，其中訓(xùn)練類系統(tǒng)目前主要應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、采礦、航空航天、船舶制造領(lǐng)域，也是當(dāng)下和未來的研究熱點(diǎn)。規(guī)劃設(shè)計(jì)類系統(tǒng)目前多用于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)施新建、設(shè)備演示驗(yàn)證等方面，成本低、周期短等突出優(yōu)點(diǎn)使其在業(yè)界的應(yīng)用日趨興盛。人們?cè)絹碓阶非笊钇焚|(zhì)，而娛樂可以反映生活品質(zhì)提高的程度。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感等特點(diǎn)則能滿足用戶獨(dú)特的娛樂需求。而各種運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的游戲、電影更是短時(shí)間內(nèi)席卷全球大部分地方，雖未完全普及，但這正是未來的發(fā)展趨勢(shì)。

受2019年末突發(fā)新冠疫情的影響，國內(nèi)外各行各業(yè)均采用線上方式進(jìn)行工作與學(xué)習(xí)，各類線上平臺(tái)如春筍般崛起，期間各類問題層出不窮。以教育領(lǐng)域?yàn)槔?，線上教育雖然能夠做到停課不停學(xué)，但教學(xué)效果的好壞在社會(huì)各界爭(zhēng)議極大。其中部分學(xué)生的注意力不集中、任務(wù)執(zhí)行力差、課堂互動(dòng)少、教師無法及時(shí)掌握學(xué)生的情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋等問題尤為突出。因此，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于線上教育、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面能否解決以上問題很值得深究。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)證研究

虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)證研究主要聚焦于教育教學(xué)領(lǐng)域。例如，在虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)、學(xué)習(xí)方式、理念、模型、環(huán)境或相關(guān)學(xué)習(xí)理論、生態(tài)模型等的支持下，對(duì)學(xué)習(xí)者的體驗(yàn)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)機(jī)制、影響因素等進(jìn)行實(shí)證研究。教育一直都是各國重視的領(lǐng)域，未來該領(lǐng)域下的實(shí)證研究會(huì)逐漸增多。

隨著研究的深入、科技的發(fā)展，未來的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)在人機(jī)交互的基礎(chǔ)研究、交互性關(guān)鍵技術(shù)等方面取得突破性進(jìn)展。虛擬景物跟真實(shí)景物融合的相關(guān)工具及支撐平臺(tái)的開發(fā)研究也極具前景。再者就是虛擬環(huán)境的構(gòu)造及其數(shù)據(jù)管理和處理等方面。圖像識(shí)別和圖像質(zhì)量也是目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要研究內(nèi)容，其評(píng)價(jià)方法至今仍未得到很好的解決。在VR應(yīng)用系統(tǒng)思維開發(fā)和物理行為建模方面，也應(yīng)注重其評(píng)價(jià)方法的研究，開發(fā)各種應(yīng)用指標(biāo)的工具，更好地預(yù)測(cè)問題并滿足開發(fā)需求。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中對(duì)學(xué)習(xí)者情感關(guān)注的研究

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)教育中的研究呈現(xiàn)出穩(wěn)步增加的狀態(tài)。教育教學(xué)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一定程度上可能會(huì)加重情感現(xiàn)象的復(fù)雜性。研究內(nèi)容傾向虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的運(yùn)用對(duì)學(xué)生的沉浸感、情感變化、注意力、交互情況、學(xué)習(xí)效果/結(jié)果、情感等的影響。利用多媒體、超文本技術(shù)等創(chuàng)設(shè)的虛擬教學(xué)環(huán)境，如語言環(huán)境、教育游戲、虛擬內(nèi)疚等均可以激發(fā)和影響學(xué)生情感。隨著VR技術(shù)仿真度的不斷提升，高度逼真的臨境感也許會(huì)加劇虛擬世界中某些負(fù)面行為對(duì)人的刺激，用戶會(huì)在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行施展。

另外，虛擬現(xiàn)實(shí)在數(shù)字博物館/科學(xué)館方面的研究也是一個(gè)熱點(diǎn)，通過該技術(shù)展示文物（文字、圖片、錄音、錄像、藏品等），讓學(xué)生置身其中，能更好地了解歷史，產(chǎn)生情感共鳴，從而使現(xiàn)實(shí)中的文物得到保護(hù)。[27]

六、結(jié)束語

在科技強(qiáng)國的理念下，我國在科技方面的研究投入是相當(dāng)巨大的，雖然虛擬現(xiàn)實(shí)的生態(tài)構(gòu)建、支持體系、政策扶持已經(jīng)取得一定成效，但仍然有不足之處，亟待完善，我國該領(lǐng)域的研究任重而道遠(yuǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)充滿無限活力與挑戰(zhàn)，希望社會(huì)各界的學(xué)者加入此領(lǐng)域的研究，為我國的科技領(lǐng)域達(dá)到國際領(lǐng)先水平而努力。

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[27]周曉燕，崔然.國外VR技術(shù)與虛擬圖書館研究綜述[J].情報(bào)科學(xué)，2018（3）：164-168，176.

作者簡介：

黃冠，副教授，碩士，主要研究方向?yàn)閿?shù)字傳媒、虛擬現(xiàn)實(shí)，郵箱：helen1983226@aliyun.com;

曾靖盛，碩士研究生，主要研究方向?yàn)榻虒W(xué)設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)，郵箱：2829608665@qq.com。

Research Status， Hot Topic and Trend of Virtual Reality

Guan HUANG， Jingsheng ZENG

（College of Education， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637000）

Abstract： In recent years， in the new era with the background of science and technology innovation， the domestic research on virtual reality technology becomes a focused issue. This paper uses Citespace visual software to analyze the virtual reality literature published in CNKI database from 2015 to 2020. Based on the Knowledge Atlas System provided by software， this paper deals with conducted quantitative research method， summarizes the research status， hot issues and the future trends of virtual reality technology in education， medical treatment， military affairs and other major fileds. Under this background， this research analyzes the research tendency of virtual reality from many perspectives， to provide a certain implications for related researchers.

Keywords： Virtual reality; Knowledge atlas; Status Quo; Hot topics; Trends

編輯：王天鵬? ?校對(duì)：王曉明