近兩年火熱的虛擬現(xiàn)實(shí)，北航早在20多年前就開設(shè)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程，并且將它用在了航空領(lǐng)域。在雅瑞資本組織的“CEO學(xué)堂”活動(dòng)上，雷鋒網(wǎng)和東方瑞豐的執(zhí)行董事、北航虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室雷小永博士聊了聊，20年前的VR在航空上怎么用的？從學(xué)術(shù)界跨進(jìn)工業(yè)界，技術(shù)成果如何轉(zhuǎn)化？

以下是對(duì)話實(shí)錄，內(nèi)容有刪減：

| “北航在1996年就有一門課叫虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用”

雷鋒網(wǎng)：現(xiàn)在 VR 這么火，在談飛行模擬器之前，先聊聊虛擬現(xiàn)實(shí)。飛行模擬器是不是可以理解為VR＋航空？

雷小永：飛行模擬器就是一個(gè)典型的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。

VR＋航空就是飛行模擬機(jī)，VR＋醫(yī)學(xué)就是手術(shù)模擬機(jī)。VR最終一定要跟行業(yè)應(yīng)用結(jié)合起來，切實(shí)解決行業(yè)的一些痛點(diǎn)，或者能夠提高效率，只有這樣才能夠活下來。光玩一些很虛的概念，不解決國民經(jīng)濟(jì)中實(shí)質(zhì)的問題，肯定會(huì)有問題的。因?yàn)槭菄抑攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北航是航天航空方面最早應(yīng)用VR的。

北航大概在1994年就開始研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，算是中國最早的一波。除了北航還有浙大、清華等都是屬于比較早的。國家2007年批準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室就落在北航。

微軟研究院那邊對(duì)VR和AR研究還是比較早的，最初的像李開復(fù)、沈向洋、張亞勤，還有后來到金山的張宏江，過去被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)的四大金剛，他們研究的非常早了。

AR也是的，最初的概念就是波音公司提出來的。航空布線的時(shí)候，航空飛機(jī)很復(fù)雜的，工程師哪里記得線連到哪里，戴著AR眼鏡電路連接圖就展示出來了。AR最初的概念是從這里出來的。

雷鋒網(wǎng)：算下來也有20年多年的時(shí)間了，北航是不是開設(shè)了專門的虛擬現(xiàn)實(shí)課程？當(dāng)時(shí)做的VR是什么樣的？

雷小永：是的，北航在1996年就有一門課叫虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是戴樹嶺教授開設(shè)的。我現(xiàn)在還在給學(xué)生上。是屬于北航研究生的課程，前幾年加上博士和研究生選課的人也不過是100左右，今年有240人，新主樓的教室都坐不下，確實(shí)很熱。

當(dāng)時(shí)的頭盔和現(xiàn)在差不多，不過全部都是有一根線的，而且非常貴。最近HTC把那根線去掉了。世界上的頭盔我基本都用過了。

最貴的有十萬美元一臺(tái)，我們實(shí)驗(yàn)室過去大部分用的是2萬美元／臺(tái)，現(xiàn)在HTC頭盔6000多塊、還有2000或3000塊錢的頭盔，這就是技術(shù)進(jìn)步使門檻低了，往TO C方向走了，所以才會(huì)熱起來，從事的人才會(huì)慢慢多了。

但是按照實(shí)驗(yàn)室主任趙院士的說法，現(xiàn)在出來做VR人才還是第一位的，中國還是很缺這方面的人才的。

雷鋒網(wǎng)：當(dāng)時(shí)有沒有一些虛擬現(xiàn)實(shí)方向的成果產(chǎn)出？

雷小永：虛擬現(xiàn)實(shí)這塊現(xiàn)在大部分都在視景的建模和仿真，就是圖形圖像的生成，還有一些交互的東西的。我們定義VR是一種全息的人機(jī)交互的方式。過去是拿鼠標(biāo)鍵盤的交互，可能以后就是自然方式了，我在現(xiàn)實(shí)生活中怎么交互，咱們這種溝通比如用語言等的交互都是很真實(shí)的。

在飛行模擬器的幾大結(jié)構(gòu)中，虛擬現(xiàn)實(shí)視景成像系統(tǒng)是其中之一。虛擬現(xiàn)實(shí)視景是頭盔系統(tǒng)顯示的東西，我們1997年就用上頭盔的系統(tǒng)。2000年珠海航展的時(shí)候展出來就是虛擬頭盔數(shù)據(jù)手套，還有跟蹤器，戴上頭盔飛飛機(jī)。

雷鋒網(wǎng)：2016被稱為VR元年，您怎么看？

雷小永：在過去，VR經(jīng)過幾輪的高潮然后下來，80年代有一次，90年代也有一次，今年也被叫成VR元年，我認(rèn)為這一波有可能起來的，因?yàn)榇_實(shí)是硬件的基礎(chǔ)達(dá)到了。

現(xiàn)在6000塊錢的頭盔的體驗(yàn)比過去6萬美元的體驗(yàn)還好，這是一個(gè)趨勢。另外，信息化往下走，還有一個(gè)很重要的因素就是資本。現(xiàn)在資本還是給這方面投了很多，比如扎克伯格23億美元收購了Oculus，其實(shí)是他把這點(diǎn)燃了。

｜“有時(shí)候很簡單只走兩步路，可是飛機(jī)在空中是六自由度的運(yùn)動(dòng)”

雷鋒網(wǎng)：做飛行模擬器，北航是有優(yōu)勢的，但是自己操刀做，不是做技術(shù)支持，從學(xué)界出來進(jìn)入業(yè)界，你們當(dāng)初是怎么考慮的？

雷小永：我們當(dāng)初只是北航的一支團(tuán)隊(duì)，一直在做飛行仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，也是國家的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。我們團(tuán)隊(duì)在一起合作有近20年了，比如創(chuàng)始人戴樹嶺教授在北航工作了30多年了，一直從事飛行模擬機(jī)的開發(fā)。趙永嘉博士、劉衛(wèi)華博士等也一起合作十多年了?，F(xiàn)在確實(shí)是一個(gè)大浪潮，科技成果要轉(zhuǎn)換，把成果放在實(shí)驗(yàn)室也不合適。

模擬器中國也一直在做。國外做得比較早，差不多70年的時(shí)間。最大的一家是加拿大的航空模擬公司CAE，從1947年做到現(xiàn)在，是目前模擬器領(lǐng)域最好的，他們基本已經(jīng)壟斷了全世界50%以上的市場。我們對(duì)標(biāo)就是他們，未來也是這個(gè)思路。

大飛機(jī)的市場，全動(dòng)的模擬機(jī)CAE大概壟斷了50%。在國內(nèi)大概一臺(tái)賣一個(gè)億，最早賣給中國更貴，大概是3000萬美元，現(xiàn)在價(jià)格稍降下來，大概1200多萬美元這個(gè)量級(jí)。

我們國家現(xiàn)在這種大的航空公司，東航、國航、南航這些都是用的進(jìn)口的模擬器，全部是老外產(chǎn)的，這也是我們?yōu)槭裁匆龅脑?。我們是北航的人，也是國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的，北航的老一輩也就是我們導(dǎo)師王行仁教授那一代，做了很多（技術(shù)積累）工作的，但是在產(chǎn)業(yè)化這方面，因?yàn)楫?dāng)時(shí)也沒有這環(huán)境，產(chǎn)業(yè)化也沒有往下做。

我國第一臺(tái)軍用模擬器、第一臺(tái)民用模擬器都是北航做的，也獲得了國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

（虛擬現(xiàn)實(shí)飛機(jī)座艙仿真系統(tǒng)）

模擬器有一個(gè)叫 D級(jí)模擬器。就是地面訓(xùn)練飛行員的設(shè)備。

事實(shí)上，飛行模擬機(jī)不是可有可無的，是飛行員駕駛技能訓(xùn)練（訓(xùn)練模擬機(jī)）和航空器工程研發(fā)（工程模擬機(jī)）不可或缺的重大裝備。

比如飛行員獲得駕駛執(zhí)照必須經(jīng)過模擬機(jī)訓(xùn)練，訓(xùn)練小時(shí)數(shù)不低于42小時(shí)，這個(gè)我們叫初訓(xùn)；已獲得駕駛執(zhí)照的在職飛行員，每年必須進(jìn)行不小于12小時(shí)數(shù)的模擬機(jī)復(fù)訓(xùn)；已獲得駕駛執(zhí)照的在職飛行員，在改型，晉升以及各類考核都必須經(jīng)過模擬機(jī)飛行這個(gè)環(huán)節(jié)。

模擬器地面訓(xùn)練飛行員的設(shè)備。我們一般定義為三類，目前公司的產(chǎn)品也是三類。

第一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練飛行員的設(shè)備，叫訓(xùn)練模擬器，這個(gè)要通過民航總局的認(rèn)證。

再一個(gè)是工程模擬機(jī)。比如說我們國家的飛機(jī)型號(hào)C919，在研制過程中，飛機(jī)是個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，飛控、導(dǎo)航、飛管、空管這些東西都要驗(yàn)證，相當(dāng)一個(gè)工程模擬器。我們俗稱鐵鳥臺(tái)，就是一架飛不起來的飛機(jī)，但是每一個(gè)設(shè)備都經(jīng)過測試的，所以叫工程模擬機(jī)。

（2013年交付中航工業(yè)某所的工程模擬機(jī)座艙）

還有一類是科普娛樂，交給科技館和一些主題公園，讓小孩體驗(yàn)飛機(jī)駕駛。我們9月份和中國科技館交付一臺(tái)，體驗(yàn)的人非常多。7月份，在“一帶一路”克拉瑪依的科學(xué)節(jié)上，很多人排3個(gè)小時(shí)的長隊(duì)就為了看3分鐘。沒有想到，我們的一個(gè)代理商只是把東西拿過來參展，結(jié)果當(dāng)場就會(huì)被買掉，而且他們現(xiàn)在還想做一個(gè)大的商業(yè)上的計(jì)劃正在談。

我們希望從科普角度入手，普及到全國的科技館、主題公園等，包括做成空戰(zhàn)游戲、編隊(duì)游戲、航母起降等。

小孩子玩游戲，家長是最不愿意掏錢的，但是如果是學(xué)習(xí)飛行，那就不一樣了。在實(shí)際中我們發(fā)現(xiàn)，家長和小孩子一起排隊(duì)，而且家長對(duì)大型飛機(jī)更感興趣，愿意掏錢。

目前我們的訓(xùn)練模擬器還在取證，應(yīng)該明年會(huì)完成。另外我們也在一些做老外的飛機(jī)，拿他們的飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)包，還有發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)包。比如波音737，我們是從波音買數(shù)據(jù)包，目前還在談。

雷鋒網(wǎng)：目前國內(nèi)的訓(xùn)練模擬器都是用的國外的嗎？這個(gè)市場量級(jí)有多大？

雷小永：對(duì)，中國的D級(jí)模擬器全是進(jìn)口的，大概有70多臺(tái)吧。

我自己計(jì)算過，D級(jí)的大型模擬器，一年大概也就200多億的市場。但是小飛機(jī)就很多了，F(xiàn)TD這些也應(yīng)該有幾百億的市場，每年也不是特別多。像CAE每年大概交40多臺(tái)，我看過他們的財(cái)報(bào)一年大概100億人民幣，它占市場30%~40%吧，乘以3大概也就是300億量級(jí)。

我們自己對(duì)標(biāo)的是to B，to C市場可能不是特別大，但是它畢竟是專業(yè)的。咱國家為什么立項(xiàng)做大飛機(jī)這個(gè)東西？中國要有自己的D級(jí)模擬器，中國是大國，沒有這種重大裝備的東西，老外現(xiàn)在還賣你的一個(gè)億。那憑什么呢？我們要打破這個(gè)壟斷，而且現(xiàn)在也有這么多的積累，還有資本的助力，目前還是可以的。我們?nèi)∽C信心比較大，北航有30多年研究的基礎(chǔ)。

（艙式漫游交互指揮系統(tǒng)）

雷鋒網(wǎng)：做這些項(xiàng)目，有哪些必備的條件？

雷小永：這種大型設(shè)備很高的，首先場地很重要，還是花了很多時(shí)間，初創(chuàng)公司找地不容易。目前北航科技園辦公區(qū)域500多平，在昌平大概有5000平的基地。

基地是這樣，一般地下挖2米多，地上要求高度12米，有三層樓那么高，相當(dāng)于5頓的東西在高速運(yùn)行。一臺(tái)面積粗算大概200多平，旁邊還有運(yùn)行的機(jī)房和安全工作的距離。

目前還有個(gè)數(shù)據(jù)包的問題沒有最終解決，這里說的是其中一款飛機(jī)的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包怎么說呢？就是如果你想做飛機(jī)模擬器，要仿真這架飛機(jī)，就必須得到飛機(jī)的制造廠商原廠的授權(quán)，相當(dāng)一個(gè)授權(quán)數(shù)據(jù)包。

這樣就能知道，原來飛機(jī)是怎么設(shè)計(jì)的，氣動(dòng)外形是什么樣的？發(fā)動(dòng)機(jī)什么型號(hào)等等。因?yàn)檎J(rèn)證的時(shí)候，飛機(jī)的客觀測試飛行的曲線，比如起飛、著陸、巡航等這些參數(shù)曲線大概有幾百條，模擬器飛出來的曲線必須跟原廠試飛數(shù)據(jù)的曲線匹配，誤差在5%以內(nèi)，這是非常重要的東西。

（飛行訓(xùn)練器）

D級(jí)模擬器為啥值錢呢？因?yàn)轱w完模擬器就可以飛真機(jī) ，到真飛機(jī)上熟悉一下就可以了，模擬機(jī)座艙和真實(shí)的飛機(jī)座艙是一樣的，只不過是在地面上體驗(yàn)飛行。飛機(jī)不像汽車，你可以用真汽車練習(xí)。飛機(jī)必須在地面上先練，大型飛機(jī)實(shí)在太復(fù)雜了，中國的飛行員都是金裝的，費(fèi)用很大。光在模擬器上飛一個(gè)小時(shí)，就得花費(fèi)4-5千塊錢，還是很貴的。

咱們國家做大飛機(jī)也遇到了很多問題，過去沒有民航研制的體系，模擬器其實(shí)也是其中一個(gè)環(huán)節(jié)，國外又有很多壟斷。習(xí)主席把過去那種“造不如買，買不如租”的思路倒過來了，大國強(qiáng)國，必須有自己拳頭的東西。航空就是其中一個(gè)，中國航天現(xiàn)在發(fā)展不錯(cuò)，航空業(yè)正努力往前趕。

雷鋒網(wǎng)：在模擬器的構(gòu)造上，又有什么不可或缺的條件？

雷小永：模擬器分幾大塊，其中一塊是飛機(jī)的仿真座艙，相當(dāng)于飛機(jī)的坐艙。以前是把飛機(jī)的機(jī)頭裁下來，就是飛機(jī)的座艙，把飛機(jī)的機(jī)頭拿下來飛行員坐里面，相當(dāng)于一個(gè)飛行員的操作界面。

外面有一個(gè)球幕是視景系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)生成，一個(gè)球幕相當(dāng)于人站在窗戶外面看到的實(shí)景，就類似看iMAX電影。視景的生成和顯示，最終會(huì)用投影機(jī)顯示出來，霧霾、風(fēng)雨雷電等氣象條件都可以仿真，把外面的場景做得很真實(shí)，給出一個(gè)視覺反饋。

里面是座艙，外面是一個(gè)球幕，然后把整個(gè)球放到運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，這個(gè)平臺(tái)就是模擬器里的第三塊，提供運(yùn)動(dòng)反饋，比如拉桿起飛，整個(gè)模擬坐艙也就起來了。

還有一塊是飛機(jī)氣動(dòng)數(shù)據(jù)包。

這是干什么用？其實(shí)是對(duì)飛機(jī)本體的建模，在計(jì)算機(jī)上要把這個(gè)仿真，做得跟空中飛的是一樣的。用數(shù)學(xué)方程描述飛行在空中的運(yùn)動(dòng)過程。在地面描述清楚飛機(jī)在真實(shí)的環(huán)境是怎么飛的、遇到什么氣流。比如說側(cè)風(fēng)就得偏，遇到其它東西就得躲避，包括地面交互的東西，還有發(fā)動(dòng)機(jī)能達(dá)到什么水準(zhǔn)。

氣動(dòng)數(shù)據(jù)包里面除了氣動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)是最主要的兩塊外，還有導(dǎo)航飛控飛管，這是飛機(jī)整個(gè)的系統(tǒng)。這塊有一個(gè)飛機(jī)模型的仿真。一個(gè)模擬器在視景、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)都是可以通用的。但是仿真的是哪種飛機(jī)，仿真的是737還是空客320，就要飛機(jī)仿真模型，這里面包含氣動(dòng)數(shù)據(jù)、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)和仿真座艙。

第一個(gè)飛機(jī)座艙是不一樣的，布局是不一樣的。第二飛機(jī)的仿真本體不一樣的，飛機(jī)的氣動(dòng)不一樣，裝的發(fā)動(dòng)機(jī)也是不一樣的。這塊是比較復(fù)雜的，真飛機(jī)碰到的問題模擬器都得有，真飛機(jī)碰不到的問題模擬器也得有。

比如說故障，有的飛行員可能一輩子都碰不著，但在模擬器上必須設(shè)置50多種故障模式。發(fā)動(dòng)機(jī)停車了，舵面卡死了，風(fēng)切變了，側(cè)風(fēng)什么之類的都得加進(jìn)去，讓飛行員得知碰到這種情況如何改進(jìn)。

另外一塊就是教員臺(tái)。剛才說的這些故障都是在教員臺(tái)上設(shè)置，考核飛行員在模擬器上飛得怎么樣，可以設(shè)定風(fēng)速、設(shè)定故障燈，包括系統(tǒng)評(píng)估。

大概這么五大塊，背后的知識(shí)還是很多的，多學(xué)科綜合。我自己是自動(dòng)控制系的，就是在導(dǎo)航飛控這塊，還得有做機(jī)械、發(fā)動(dòng)機(jī)系的，做飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)怎么建模，怎么拿數(shù)學(xué)公式描述出來。建模與仿真，首先得建模型，再把它實(shí)時(shí)運(yùn)算出來，模型建得真不真就看這個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜不復(fù)雜了。有的很簡單只是走兩步路，可是飛機(jī)在空中是六自由度的運(yùn)動(dòng)。

所以多學(xué)科是很重要的，萬一飛機(jī)哪塊有一個(gè)參數(shù)不對(duì)，不懂你真的不知道怎么調(diào)。就跟之前說的不知道哪里下手，代碼給你也搞不出來。

｜創(chuàng)業(yè)與資本：“技術(shù)不賺錢，就是產(chǎn)品不夠好”

雷鋒網(wǎng)：從學(xué)界到辦企業(yè)，有遇到過什么困難嗎？

雷小永：我們都是教授、博士，出來辦企業(yè)沒有相關(guān)方面的經(jīng)驗(yàn)，可能就是一腔熱情來做事情。

首先招人比較困難，又懂航空又懂計(jì)算機(jī)的不是那么好招，好像大海撈針。開始主要是在幾所航空院校招，再就是找北航的師兄弟們，今年我們專門招了一個(gè)HR來。我們也是從幾個(gè)人發(fā)展過來的，現(xiàn)在有60多人，10多位博士、20多碩士。

其次公司要快速發(fā)展必須有資本助力。剛開始有點(diǎn)困難，好在我們有自己的造血能力，畢竟在國內(nèi)還是有點(diǎn)名氣的，公司注冊(cè)之后就有項(xiàng)目進(jìn)來了，兩年都盈利了，大概5、6百萬左右，公司在年初完成了pre A輪的融資，雅瑞資本、賽航基金給了很大的支持，目前正在進(jìn)行A輪融資。

雷鋒網(wǎng)：您怎么看資本的介入？

雷小永：我們現(xiàn)在是pre-A輪，融資主要是想加速這個(gè)過程，同時(shí)使公司逐漸規(guī)范化。跟投資機(jī)構(gòu)打交道我覺得挺好，幾輪盡調(diào)下來，我學(xué)到的還是比較多的。

技術(shù)、資本、市場，三者不可或缺。技術(shù)我覺得只占三分之一，光有技術(shù)沒有資本助力你活不下來的。市場也占三分之一，但是市場不是一天能膨脹起來的，需要持續(xù)地做。這個(gè)過程中就需要資本的借力的，要招人、招很牛的人，沒有資本的支撐可能都發(fā)不出來工資。很多公司最大的壓力，就是員工工資。如果有資本進(jìn)來，我就可以專心做些和模擬器相關(guān)的項(xiàng)目，積累沉淀，而不是接一些其它的活。

雷鋒網(wǎng)：有這樣一種說法，前沿技術(shù)一般是不賺錢甚至是一直燒錢的?，F(xiàn)在您也走進(jìn)了業(yè)界，這個(gè)說法您贊同嗎？

雷小永：其實(shí)VR不是今天才出來的概念，已經(jīng)好多年了。我自己覺得普通大眾可能覺得前沿的技術(shù)，不一定人家就沒有研究。

過去美國有一家叫施樂的公司，像以太網(wǎng)這些技術(shù)都是從它的實(shí)驗(yàn)室里出來的，前沿技術(shù)賺不賺錢可能最終還是落實(shí)到產(chǎn)品上。

產(chǎn)品優(yōu)秀不優(yōu)秀，不一定是全是前沿的技術(shù)，產(chǎn)品的構(gòu)成比較復(fù)雜，可能是有個(gè)好的概念在里面。比如說蘋果手機(jī)，2007年蘋果手機(jī)包括過去計(jì)算機(jī)的機(jī)械鍵盤，只是一個(gè)所謂的多點(diǎn)觸摸，就跨越了多少年？

所以，前沿技術(shù)能不能賺錢，取決于產(chǎn)品。如果技術(shù)不賺錢，那就是產(chǎn)品不夠好。

注：后續(xù)雷鋒網(wǎng)將會(huì)再次探訪北航虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，詳細(xì)解析虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)如何與航空模擬器結(jié)合，有興趣可關(guān)注雷鋒網(wǎng)的持續(xù)更新。

雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。