導(dǎo)語科普：VR技術(shù)
也稱虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三度空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)將用在何處?也許令人意向不到的是，VR技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，也會掀起一陣新風(fēng)潮。將VR技術(shù)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，不僅能夠加深對動植物生長的了解，同時也能更好的實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的增產(chǎn)增值。
虛擬農(nóng)業(yè)
Virtual agriculture
虛擬農(nóng)業(yè)是應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和可視化技術(shù)，在計算機和Internet的支持下，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、教學(xué)（包括農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣等）、加工、銷售等各個環(huán)節(jié)在計算機上的模擬和再現(xiàn)，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效益和可持續(xù)發(fā)展為目的的技術(shù)系統(tǒng)。
1、模擬動植物的整個生長周期。傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)、畜牧獸醫(yī)學(xué)做一個實驗，往往要觀察測試動植物的一個生育期。對作物，需1年，對動物，則要多年。而虛擬農(nóng)業(yè)用計算機可視化地模擬動植物在各種水肥、營養(yǎng)脅迫條件下的發(fā)展過程，用戶操作計算機，不但可以了解動植物生長全過程中各種鮮、干物質(zhì)積累的性狀，還可以從不同視角了解動植物的逼真形態(tài)。
在計算機支持下，幾秒內(nèi)就能模擬動植物的整個生長周期，不必用很長時間實地種或養(yǎng)動植物，一次模擬實驗只需幾分鐘，即可得到實驗結(jié)果，大大加快了實驗的速度，減少了實驗的投人，而且還可以完成在自然條件下難以實現(xiàn)的實驗研究。
在進(jìn)行觀察分析時，可以獲得動植物生長過程中各參數(shù)的動態(tài)數(shù)據(jù)，一改傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中難于定量化研究的局面，為精確農(nóng)業(yè)提供依據(jù)。
2、加深對作物生理的研究和對作物生命的理解。虛擬農(nóng)業(yè)研究可以縮短農(nóng)業(yè)領(lǐng)域重大項目研究的時間，節(jié)約經(jīng)費?？梢源龠M(jìn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的基本理論研究，更強調(diào)實踐檢驗，反過來推動虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而推動農(nóng)業(yè)科研進(jìn)展。結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)，為模型設(shè)計、基因型改良等提供指導(dǎo)。
比如，為大幅度提高作物產(chǎn)量，需培育超級作物品種，為獲得超級品種需優(yōu)化作物株型，使人們進(jìn)一步加深對作物生理的研究和對作物生命的理解。
依據(jù)育種新理論，獲得超級品種除雜交優(yōu)勢外還需要改進(jìn)作物株型，可以建立超高產(chǎn)作物品種株型設(shè)計的虛擬育種系統(tǒng)，通過計算機設(shè)計出不同株型，虛擬其生長，精確地定量化地模擬其光截獲能力與光合產(chǎn)量形成能力，優(yōu)選出理想株型，這樣就能為育種指明方向，從而減少盲目性。通過虛擬分析害蟲在作物群體三維空間中的藏匿和覓食規(guī)律，確定最佳的噴藥時間和方式，降低成本、減少環(huán)境污染。
利用虛擬植物模擬農(nóng)藥從噴霧器中噴出后的空間運行軌跡，直觀地觀察農(nóng)藥在植物群體中的空間分布與害蟲的位置關(guān)系，從而可確定農(nóng)藥的最佳噴施方法。
利用虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)，可以非常直觀地對農(nóng)田、森林等復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)研究方法和技術(shù)手段難以觀察到的規(guī)律。還可以尋找一種既能對付蟲害又不污染環(huán)境的方法，例如通過改變農(nóng)作物形狀或葉子形狀而使害蟲無法藏身或無法覓食，以此途徑來減少害蟲侵襲。此外，還可以利用虛擬作物來尋找最佳栽培方式。
3、虛擬農(nóng)業(yè)是建立在可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)上的一種仿真農(nóng)業(yè)。在以虛擬作物為研究基礎(chǔ)的農(nóng)作物生產(chǎn)系統(tǒng)中，虛擬作物主要是采用高效的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來監(jiān)測農(nóng)業(yè)環(huán)境因素變化與相應(yīng)的作物生長發(fā)育動態(tài)，研究作物形態(tài)與環(huán)境關(guān)系的量化作用規(guī)律。虛擬作物系統(tǒng)對于探索作物理想模型、優(yōu)化生長調(diào)控措施、構(gòu)建植物形態(tài)及園林設(shè)計和虛擬實驗教學(xué)等很有應(yīng)用價值。
利用虛擬作物生長技術(shù)，在虛擬農(nóng)田環(huán)境系統(tǒng)中進(jìn)行虛擬實驗，可部分替代在現(xiàn)實世界中難以進(jìn)行或雖能進(jìn)行但費時、費力、昂貴的試驗。在教學(xué)、科普教育和農(nóng)業(yè)科技推廣領(lǐng)域，可建立虛擬農(nóng)場，與其他智能化農(nóng)業(yè)軟件系統(tǒng)（如專家系統(tǒng)）聯(lián)結(jié)，使學(xué)生或農(nóng)民在計算機上種植虛擬作物和進(jìn)行虛擬農(nóng)田管理，有利于教學(xué)和農(nóng)業(yè)科技的推廣。
學(xué)習(xí)者可以從任意角度甚至在作物冠層內(nèi)漫游，觀察作物生長狀況的動態(tài)過程，還可以通過改變環(huán)境條件和栽培措施，直觀地觀察作物生長過程及最終結(jié)果。這種效果是傳統(tǒng)方式無法達(dá)到的，對文化基礎(chǔ)較低的農(nóng)民特別有利，使他們更易于掌握先進(jìn)的農(nóng)田管理技術(shù)。
可以在虛擬環(huán)境中體現(xiàn)植物整個生長過程，也可以在短短的幾十分鐘內(nèi)收集到大量的植物生長數(shù)據(jù)，一改傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)難以量化的特點，為智能化和精細(xì)化農(nóng)業(yè)提供依據(jù)。
VR還可以模擬害蟲的活動，確定最佳的噴藥方式和時間，農(nóng)戶不需要高深的實驗技能，只需要借助設(shè)備仔細(xì)觀察，就能得到第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。
VR技術(shù)除了可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，還具有教育、觀光的意義。VR技術(shù)使農(nóng)業(yè)教育、觀光具有新的內(nèi)涵。開發(fā)虛擬農(nóng)場可以實現(xiàn)網(wǎng)上種田，可以廣大農(nóng)民和學(xué)生更快的掌握先進(jìn)的農(nóng)田管理技術(shù)和農(nóng)業(yè)知識。佩戴VR眼鏡和頭盔可以身臨其境體驗從遠(yuǎn)古到未來、抑或只是幻想中任意一個農(nóng)業(yè)場景。
身臨其境VR主題農(nóng)莊，360°頭部跟蹤，讓你想去哪里就去哪里，"心之所想，形之所行"；利用農(nóng)場提供的種子，結(jié)合你所用眼鏡體驗看到的視頻，制作一幅美麗的田園農(nóng)場種子畫。
能通過以前的真實信息在一個模擬環(huán)境中，實現(xiàn)對動物從器官、組織、系統(tǒng)到整體的精確模擬，通過操作者的調(diào)控，“虛擬動物”將能模仿真實動物做出各種反應(yīng)，這對模擬動物生存環(huán)境、動物營養(yǎng)需要、遺傳資源固和品種選育等具有重大意義。
用VR和手機直播，就能將湛江農(nóng)戶養(yǎng)殖沙蟲的情形生動展現(xiàn)在投資市民面前。近日，深圳某農(nóng)業(yè)眾籌平臺采用這一新穎方式，在3分鐘內(nèi)便為湛江農(nóng)戶募集20余萬養(yǎng)殖資金。
在廣東省湛江市遂溪縣舉行的這場“互聯(lián)網(wǎng)+信用三農(nóng)”眾籌項目簽約儀式上，“VR+直播”兩個最前沿的科技手段與最“土”的農(nóng)業(yè)項目結(jié)合在了一起，人們在現(xiàn)場用VR眼鏡體驗了沙蟲的生長過程，并用手機觀看沙蟲生產(chǎn)的直播視頻。生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品的養(yǎng)殖過程，讓大家對食品安全放了心。近200位投資者通過在線體驗， 迅速完成了20余萬元沙蟲產(chǎn)品的認(rèn)籌。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)雖在各個領(lǐng)域的應(yīng)用已先后取得一定成功，但在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域尚屬于“明天的技術(shù)”，僅僅處于探索階段。 “虛擬農(nóng)業(yè)”的出現(xiàn)，“虛擬植物”、“虛擬農(nóng)場”、“虛擬果樹修剪操作系統(tǒng)”等初步設(shè)想和實踐探索，讓我們看到虛擬現(xiàn)實技術(shù)定會在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域里得到廣泛的應(yīng)用，將為農(nóng)業(yè)科學(xué)研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展帶來革新的思路和全新的途徑。
