3D打印與VR虛擬現實 誰是科技界的意淫者？
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這幾年大火的兩個科技前沿產品就是3D打印和VR。一個關注現實，一個聚焦虛擬。孰輕孰重，一直是科技圈討論的話題，就像工業興國還是金融興國的討論一樣，各自有不同的觀點。近日，筆者就在朋友圈偶然看到這樣的一句話：3D打印是造福人類的高科技，VR是一種意淫，相比VR這種體驗性的東西，3D打印才是真正為人類做實事。作為一名3D打印行業的從業者，這句話引起了筆者的興趣，干脆我們就來個簡單的對比分析吧。文章較長，請耐心看完。
關注科技的朋友們最近可能被一個詞匯反復沖擊著腦細胞，那就是VR。自從筆者參觀了一次科技類盛會CES Asia 2016之后，發現展會上眾多VR新品幾乎需要整整一天的時間才能夠體驗一遍，VR參展產品數量之大幾乎可以用半壁江山來形容，其熱鬧程度唯有兩年前的3D打印可與之匹敵。
CES Asia 2016展會現場，VR展品占據了半壁江山
兩年前的3D打印到底有多火呢？可以這樣來形容：如果你去一家咖啡館，隨便找個地方坐下來就有機會聽到旁人在討論3D打印。而2016年據說又會是VR元年，突然覺得這句話似乎很耳熟，因為在2013年的時候，人們都稱這一年是3D打印的元年，這才3年的時間，這么快就改朝換代了？
3D打印：制造方式的變革
所謂3D打印，即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或者塑料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印并不是一項全新的技術，這項技術誕生于上世紀80年代，距今已有30余年的發展歷史。但無論怎么說，從2012年奧巴馬高呼“我們要用3D打印拯救美國，打敗中國制造”那一刻起，3D打印才真正被大眾所認知，之后才逐漸進入了人類的生活。
3D打印也被叫做“增材制造”，被稱為新一代生產制造業的顛覆者，這樣形容并不是沒有道理的。與傳統CNC（Computer numerical control的簡稱，計算機數字控制機床）加工方式不同，3D打印完全是數字化的，而且使用材料堆積的方式，并不會造成材料的浪費。
傳統加工制造可能會帶來材料的巨大浪費，比如，你拿著一大塊金塊去雕刻一副純金打造的牌匾，利用傳統切削等工藝，不知道要浪費掉多少材料。而且，3D打印過程是完全自動化的，幾乎不需要人在現場看護和值守。3D技術還有一個優點在于，無需機械加工或者任何模具就能直接從計算機圖形數據中生成任何形狀的零件，從而極大地縮短產品的研制周期，提高生產率和降低成本。
除了節省材料之外，3D打印還能優化制造環節。與傳統制造技術相比，3D打印不必事先制造模具，也不必通過復雜的鍛造工藝就可以得到最終產品，因此，在生產上可以實現結構優化、節約材料和節省能源。3D打印技術適合新產品的開發、快速單件以及小批量零件制造、復雜形狀零件的制造、模具的設計與制造等。因此，3D打印產業受到了國內外越來越廣泛的關注，將成為下一個具有廣闊發展前景的朝陽產業。
3D打印在各個行業的應用
前幾年，3D打印概念股被炒作得很厲害，大有大紅大紫的趨勢，其實是噱頭大過實際用途。在資本市場，3D打印概念仿佛一件神奇外衣，任何披上它的個股都能一飛沖天。甚至一些業績乏善可陳的上市公司，只要想方設法與3D打印概念沾邊，股價都會飆升，成為不折不扣的“妖股”。再加上媒體大肆宣傳報道，為這項酷炫的時髦技術增添了幾分神秘感。
3D打印概念仿佛一件神奇外衣，任何披上它的個股都能一飛沖天
近幾年來，3D打印發展從炒作逐漸歸于理性，更多地是利用這項技術造福人類，目前人們已經可用這項技術打印各種東西，日常生活中可以打印服裝、生活小玩具、裝飾品等，此外在軍工領域、航空航天領域、醫療領域等也都能找到3D打印的影子。
3D打印的時裝
日常生活中，3D打印的珠寶、鞋子、衣服、小飾品、小玩具、食品等都已經實現。3D打印技術在走秀時裝領域并不陌生，3D打印的時裝個性張揚、時尚靚麗，幾乎成為每個走秀時裝專場上一道靚麗的風景線。除了衣服，3D打印的還有鞋子、增高鞋墊兒等這些我們日常生活的必需品。3D打印最大的特點就是可以實現私人定制。例如鞋子，3D掃描儀可以根據不同的腳部特征定制不同的鞋子，有些量體裁衣的韻味。當然，珠寶首飾也是3D打印技術應用的主要方向。
美國雷神公司將3D打印技術用于導彈制作
在軍工領域，3D打印技術給裝備保障帶來的變化是革命性的。在未來信息化戰場上，無論武器裝備處于任何位置，一旦需要更換損毀的零部件，技術人員可以隨時利用攜帶的3D打印機，直接把所需的部件一個一個打印出來，裝配起來就可以讓武器裝備重新投入戰場。
3D打印的人體器官
在醫學領域，3D打印技術倍受青睞，應用范圍也已經超出我們的想象。就目前來看，3D打印主要用于快速制作人體器官模型。比如肝臟、心臟、耳鼻、皮膚等人體器官，都可以通過3D打印而獲得。如今，通過3D打印制造的醫療植入物這種技術已被應用于制造更好的鈦質骨植入物、義肢以及矯正設備。
3D打印或將改變未來生活
3D打印是一項被寄予厚望的顛覆性技術，不僅可以改變工業生產，更可以進入生活，改變注諸如醫療、食品、禮品、玩具等各種現實生活方式。在CES大會上，3D打印是一大熱點，展會上展示的3D打印技術正在大步走向成熟化、規模化、實用化和易用化。
年初美國CES展會現場：“星戰”帝國沖鋒隊隊員，3D Systems掃描儀和打印機打造而成
目前，國外已經通過3D打印技術成功地打印出了槍支、自行車、汽車、電控飛行器等物。去年，美國3D打印服務提供商已經打印了75萬種產品，數量之多令人驚嘆。我國的3D打印技術發展也頗為可觀，目前世界上最大的3D打印機，正是出自我國的科技工作者之手，包括天宮一號的零部件，也都使用了3D打印技術。
近年來，3D打印成為NASA開發宇宙的首選技術之一
科學家們做過這樣的暢享：未來，也許建筑工地上只需要一臺超大型的3D打印機，就可以自動打印樓房；給月球發射幾臺3D打印機，就能就地取材打印出一個月球基地；如果生病了某個器官要換掉，無需找匹配的器官源，只要在患者身上取出一些干細胞培養成打印原料，然后利用3D打印機就可以復制一個一模一樣的器官進行移植。
西安3D打印別墅
有人把3D打印技術之于制造業的重要性比作噴墨打印機之于印刷業。如果3D打印真的能夠達到普通打印機的普及程度，那么，生活中需要工廠生產的商品，就像有了打印機我們依舊需要買書、買雜志一樣，但是對于那些質量要求不是很高的物品，都可以通過3D打印機來解決了。未來我們再去超市購物，購物清單上可能要寫著：打印鋁一斤；打印塑料半斤；打印肉丸2斤……
至今難以飛入尋常百姓家
不過3D打印讓人詬病的地方在于，打印成本過高，總體來看不夠實用。比如，打印出一個人體肖像，如果去照相館花個幾十塊錢就能解決的問題，如果選擇3D打印出一個1:1等比例的肖像，起碼也得上千元。而且時間成本也非常高。
國內一些3D打印記夢館，因價格高昂、客源稀少而生存艱難
3D打印雖然有顛覆制造業的巨大潛力，但是目前離“飛入尋常百姓家”還有很長一段距離。制造業大王郭臺銘曾經這樣形容過3D打印：“這東西連電池都打印不了，要它有何用？廣義理解，現在的流水線就是3D打印，早就不是什么新鮮概念，新技術的應用，最重要的因素就是成本，你搞出個比傳統行業貴幾十倍、上百倍的東西，誰用誰破產！”
制造業大王郭臺銘唱衰3D打印，并說過：“3D打印要是有用我郭字倒著寫。”
這段話一針見血地指明了3D打印的缺陷所在，就是打印成本過高，沒有什么實際用途，這讓筆者想起了中國的一些花架子式的武術和西方搏擊術，比如某些用來展示的中國武術表面上看起來招式繁多，花里胡哨，但是真正談到武術的實用性卻差了很多，不像西方搏擊術能夠招招制敵，比如人們喜歡看的美國拳王爭霸賽，里面的招式基本都是真功夫，一腳一拳都可能讓對手倒地。雖然這樣舉例不太恰當，但足以說明一個道理：既然3D打印無法做到實用性，到頭來只能落個讓人評頭論足的地步。也許隨著技術的進步，這一問題逐漸會得到改觀，但在近期恐怕還難以改善。
VR技術：娛樂行業的顛覆者
如果說3D打印是顛覆制造業的，那么，VR就是顛覆娛樂業的。什么是VR呢？所謂VR其實就是Virtual Reality的縮寫，翻譯成中文就是虛擬現實的意思。顧名思義，就是通過技術手段創造出一種逼真的虛擬的現實效果。
娛樂是最剛性的需求，游戲、電影這些典型的娛樂場景，都是大家舍得大把花錢的領域。VR技術的發展，未來將廣泛應用于游戲、觀影、看房、旅游、在線教育等諸多領域，VR的巨大潛能吸引著很多初創公司研發該技術，有望顛覆整個PC端。
全球各大知名分析機構都非常看好VR行業，并紛紛做出相關市場評估，國際知名市場分析機構HS認為，2016年將有700多萬部VR設備投入使用。知名分析機構ABI Research則預測，VR（虛擬現實）設備在未來五年將會快速增長，其間年復合增長幅度為106%，到2020年VR設備將達到4300萬件。有可能像PC的出現一樣成為游戲規則的顛覆者。
VR技術的發展也是一波三折
2016年被稱為VR元年，但是不得不說的是，虛擬現實并不是新鮮事，至少在70、80代的人群中有不少人在十年前就有可能試玩過任天堂的第一款VR設備Virtual Boy，而在當時，這款VR一體機并沒有得到市場認可，銷量慘淡，沒過多久，VR就被人們遺忘了。現在，雖然VR給人體驗不同，但是當時和現在也有不少相似之處，比如VR設備高昂的售價，還有同樣看起來很奇怪的外形設備，這些相似之處讓不少人認為VR又火起來了。
1995年任天堂發售的3D游戲機VIRTUAL BOY
早在90年代，就已經有3D游戲上市，虛擬現實在當時也引發了類似于當前的關注度。例如，游戲方面有Virtuality的虛擬現實游戲系統和任天堂的Vortual Boy游戲機，電影方面有《異度空間》(Lawnmower Man)、《時空悍將》(Virtuosity)和《捍衛機密》(Johnny Mnemonic)，書籍方面有《雪崩》(Snow Crash)和《桃色機密》(Disclosure)。
VR題材電影《捍衛機密》(Johnny Mnemonic)
但是，當時的虛擬現實技術沒有跟上媒體不切合實際的想象，例如，3D游戲畫質較差，價格高，時間延遲，設備計算能力不足等。最終，這些產品以失敗告終，因為消費者對這些技術并不滿意，所以第一次虛擬現實熱潮就此消退。
2014年Facebook以20億美元收購Oculus后，掀起一股虛擬現實熱
2014年，Facebook以20億美元收購Oculus后，類似的虛擬現實熱再次襲來。在過去的兩年中，虛擬現實領域共進行了225筆風險投資，投資額達到了35億美元。Digi-Capital數據（2015年12月）顯示，過去12個月各企業在虛擬現實領域的投資額已突破10億美元。
VR行業的發展潛力有多大？
按照Digi-Capital預測，虛擬現實硬件和軟件市場潛力將達到1500億美元規模，預計未來5年復合增長率超過100%。而據游戲行業分析公司Superdata預測，到2017年底將會賣出7000萬臺虛擬現實頭顯，帶來88億美元的虛擬現實硬件盈利和61億美元的虛擬現實軟件盈利。
軍事仿真訓練與演練是虛擬現實技術最重要的應用領域之一，也是虛擬現實技術應用最早、最多的一個領域，美國國防部將虛擬現實技術列為21世紀保證美軍優勢地位的7大關鍵技術之一，并應用于軍事演練，帶來了軍事演練觀念和方式的變革，推動了軍事演練的發展。
在游戲應用方面，從最初的文字MUD游戲，到二維游戲、三維游戲，再到網絡三維游戲，游戲在保持其實時性和交互性的同時，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加強。隨著虛擬現實技術的快速發展和軟硬件技術不斷進步，虛擬現實游戲必將為人類娛樂、教育和經濟發展做出新的更大的貢獻。
醫學領域對虛擬現實技術有著巨大的應用需求，目前，虛擬現實技術已初步應用于虛擬手術訓練、遠程會診、手術規劃及導航、遠程協作手術等方面，某些應用已成為醫療過程不可替代的重要手段和環節。
在工業領域，虛擬現實技術多用于產品論證、設計、裝配、人機工效和性能評價等。代表性的應用，如模擬訓練、虛擬樣機技術等已受到許多工業部門的重視。20世紀90年代美國約翰遜航天中心使用虛擬現實技術對哈勃望遠鏡進行維護訓練，波音公司利用虛擬現實技術輔助波音777的管線設計就是典型的成功范例。
教育文化也是虛擬現實技術的一個重要應用領域。現在虛擬現實已經成為數字博物館和科學館、大型活動開閉幕式彩排仿真、沉浸式互動游戲等應用系統的核心支撐技術。在數字博物館或科學館方面，利用虛擬現實技術可以進行各種文獻、手稿、照片、錄音、影片和藏品等文物的數字化和展示。對這些文物展品高精度的建模也不斷給虛擬現實建模方法和數據采集設備提出更高的要求，推動了虛擬現實的發展。
VR行業，想說愛你不容易
雖說VR有著很大的潛能，很有可能會徹底改變電子娛樂的局面，但是這個行業還存在著至少令人擔憂的八大困擾，比如過低的分辨率、缺乏高質量的游戲、產能不足、不能進行無線連接、不知道現實中發生的一切、昂貴的價格、眩暈問題、缺乏互動等。
虛擬現實技術是一門年輕的科學技術，雖然在很多領域的實際應用已經相當成熟，但是總體來說處于發展的初期階段，尚存在很多待解決的問題。從運行環境來看，相關的軟、硬件標準急需定。外設方面，虛擬現實設備與之的匹配與交互急需提升。而且，虛擬現實設備的佩戴舒適感也同樣不容忽視。
雖然現在我們每天都能看到不少有關VR的內容，但是目前在國內的狀況是，VR從根本上還沒有普及，體驗過VR的人也只占小部分人數，在這小部分人中，其中體驗較差的VR盒子的人數占了90%以上，這些VR盒子在淘寶上賣的便宜，但是根本不能和高昂的VR設備相比，等消費者體驗二三十分鐘后，大部人可能因為頭暈癥從而摘下來，一般買了三周過后就再也不會用這個設備了，在他們的心目中，可能認為VR設備不過如此而已，而售價高昂的設備一般很少有人買，即使它帶來的體驗完全和VR盒子帶來的體驗感覺完全不同。
我們都知道，了解一個VR產品的好壞除了硬件、交互方面以外，還有內容，當下，很多VR視頻就十五分鐘以內的樣子，帶上VR設備后，佩戴者會因為體驗超過十五分鐘而感到頭暈，造成這些原因的是移動處理器在計算能力和渲染能力方面的限制。
除了上述問題，在今年年初國際知名心理學家Cyriel Diels就表示過VR會影響人類的大腦認知，當用戶停止使用VR后，大腦需要重新調整狀態來適應現實的世界。從以上幾點看起來VR的未來似乎并沒有那么樂觀，而且科技水平的限制，所以有人認為VR并不會取代手機或者PC，頂多就是個模擬體驗工具。
雖然現在市面上推出了各種各樣的VR設備，像體驗感稍微好些的VR設備，例如HTC Vive、Oculus Rift、PS、VR等這些昂貴的設備一般很少有人去買，畢竟一個新東西出現在人們視野中，并不會立刻被人接受，還有其設備高昂的價格也會成為VR設備未來普及的一個難點。
3D打印與VR 誰在意淫？
雖然筆者從事3D打印行業，跟著兩個明星概念都有些相關性，從本質上講，3D打印是把虛擬的東西實物化，而VR則恰好相反，它把實際的東西虛擬化，他們的內容都應該是3D的。
3D游戲
3D打印由于其強大的可塑性，創意能夠在一定時間的打印之后面世，讓以往工廠級別的生產過程能夠以私人訂制的方式出現在消費者面前，這可不僅僅是便利于創客的事情，甚至要改變整個制造行業。
VR設備對于視覺方面的沖擊是顛覆性的，從平面到立體再到沉浸，VR設備對于視覺，甚至往后對于五感的沖擊，是相當令人期待的。就像某些以虛擬現實為題材的影視作品中所呈現的現象，相信光是這樣的虛擬劇情就已經夠大家動心了，更不要說對于VR設備抱有相當的期望。
VR題材電影
黃曉明將出資10億人民幣用VR技術翻拍電視劇《萬水千山總是情》（圖源：ent.163.com）
VR設備和3D打印的前途都非常光明，不過就目前兩個產品在市場上的鋪開情況來看，3D打印似乎更接地氣一些。兩個產品在很多廠商手中，大多扮演著被炒作的角色，說起這兩樣東西，大家都抱著好奇的態度去接近并了解它，但是，實際的效用，相信不必多說也都非常清楚。
理想很豐滿現實很骨感，這是VR當前狀況的真實寫照。此前有相關人士用一個表格對比了VR和3D打印在硬件、軟件、服務、內容這4個方面的現狀：3D打印在軟件和內容方面相對已經比較成熟了，現在卻已經在退潮期。并認為VR這個被炒成明星的嬰兒前景堪憂，夭折的可能性很大。筆者也有同感，畢竟3D打印已經為人類做實事了，而VR似乎還沒到那個程度。
VR和3D打印在硬件、軟件、服務、內容這4個方面的現狀（圖源：Baidu）
總體看來，VR和3D打印都是具有實際應用意義的產品，但就目前的發展狀況來看，更多透露出一種娛樂的意味，VR在娛樂和游戲方面算是大放異彩，3D打印在設計師和玩家手中是香餑餑，但正真起到改變人類生活的作用了嗎？顯然沒有。提起這兩樣東西，絕大部分人還不知道是什么。它們還停留在商業炒作、概念炒作階段，從商用到民用的轉變如果不加快速度的話，總有一天會將消費者的好奇心和期待消磨殆盡。但這兩種技術這幾年發展迅速，每一年產品都在快速迭代中，現在的技術比起前幾年來說已經有了巨大的進步。就像電腦剛出來時一樣，整臺電腦要占領一個大房間，而現在發展到一部小小智能手機就能做很多事，相信3D打印和VR都不會是意淫，而是實實在在改變人類生活的技術。
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