近两年火热的虚拟现实，北航早在20多年前就开设了虚拟现实技术课程，并且将它用在了航空领域。在雅瑞资本组织的“CEO学堂”活动上，雷锋网和东方瑞丰的执行董事、北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室雷小永博士聊了聊，20年前的VR在航空上怎么用的？从学术界跨进工业界，技术成果如何转化？
以下是对话实录，内容有删减：
| “北航在1996年就有一门课叫虚拟现实技术及应用”
雷锋网：现在 VR 这么火，在谈飞行模拟器之前，先聊聊虚拟现实。飞行模拟器是不是可以理解为VR＋航空？
雷小永：飞行模拟器就是一个典型的虚拟现实系统。
VR＋航空就是飞行模拟机，VR＋医学就是手术模拟机。VR最终一定要跟行业应用结合起来，切实解决行业的一些痛点，或者能够提高效率，只有这样才能够活下来。光玩一些很虚的概念，不解决国民经济中实质的问题，肯定会有问题的。因为是国家重点实验室，北航是航天航空方面最早应用VR的。
北航大概在1994年就开始研究虚拟现实技术，算是中国最早的一波。除了北航还有浙大、清华等都是属于比较早的。国家2007年批准的虚拟现实技术与系统国家重点实验室就落在北航。
微软研究院那边对VR和AR研究还是比较早的，最初的像李开复、沈向洋、张亚勤，还有后来到金山的张宏江，过去被称为虚拟现实的四大金刚，他们研究的非常早了。
AR也是的，最初的概念就是波音公司提出来的。航空布线的时候，航空飞机很复杂的，工程师哪里记得线连到哪里，戴着AR眼镜电路连接图就展示出来了。AR最初的概念是从这里出来的。
雷锋网：算下来也有20年多年的时间了，北航是不是开设了专门的虚拟现实课程？当时做的VR是什么样的？
雷小永：是的，北航在1996年就有一门课叫虚拟现实技术，是戴树岭教授开设的。我现在还在给学生上。是属于北航研究生的课程，前几年加上博士和研究生选课的人也不过是100左右，今年有240人，新主楼的教室都坐不下，确实很热。
当时的头盔和现在差不多，不过全部都是有一根线的，而且非常贵。最近HTC把那根线去掉了。世界上的头盔我基本都用过了。
最贵的有十万美元一台，我们实验室过去大部分用的是2万美元／台，现在HTC头盔6000多块、还有2000或3000块钱的头盔，这就是技术进步使门槛低了，往TO C方向走了，所以才会热起来，从事的人才会慢慢多了。
但是按照实验室主任赵院士的说法，现在出来做VR人才还是第一位的，中国还是很缺这方面的人才的。
雷锋网：当时有没有一些虚拟现实方向的成果产出？
雷小永：虚拟现实这块现在大部分都在视景的建模和仿真，就是图形图像的生成，还有一些交互的东西的。我们定义VR是一种全息的人机交互的方式。过去是拿鼠标键盘的交互，可能以后就是自然方式了，我在现实生活中怎么交互，咱们这种沟通比如用语言等的交互都是很真实的。
在飞行模拟器的几大结构中，虚拟现实视景成像系统是其中之一。虚拟现实视景是头盔系统显示的东西，我们1997年就用上头盔的系统。2000年珠海航展的时候展出来就是虚拟头盔数据手套，还有跟踪器，戴上头盔飞飞机。
雷锋网：2016被称为VR元年，您怎么看？
雷小永：在过去，VR经过几轮的高潮然后下来，80年代有一次，90年代也有一次，今年也被叫成VR元年，我认为这一波有可能起来的，因为确实是硬件的基础达到了。
现在6000块钱的头盔的体验比过去6万美元的体验还好，这是一个趋势。另外，信息化往下走，还有一个很重要的因素就是资本。现在资本还是给这方面投了很多，比如扎克伯格23亿美元收购了Oculus，其实是他把这点燃了。
雷锋网：做飞行模拟器，北航是有优势的，但是自己操刀做，不是做技术支持，从学界出来进入业界，你们当初是怎么考虑的？
雷小永：我们当初只是北航的一支团队，一直在做飞行仿真技术和虚拟现实技术，也是国家的重点实验室。我们团队在一起合作有近20年了，比如创始人戴树岭教授在北航工作了30多年了，一直从事飞行模拟机的开发。赵永嘉博士、刘卫华博士等也一起合作十多年了。现在确实是一个大浪潮，科技成果要转换，把成果放在实验室也不合适。
模拟器中国也一直在做。国外做得比较早，差不多70年的时间。最大的一家是加拿大的航空模拟公司CAE，从1947年做到现在，是目前模拟器领域最好的，他们基本已经垄断了全世界50%以上的市场。我们对标就是他们，未来也是这个思路。
大飞机的市场，全动的模拟机CAE大概垄断了50%。在国内大概一台卖一个亿，最早卖给中国更贵，大概是3000万美元，现在价格稍降下来，大概1200多万美元这个量级。
我们国家现在这种大的航空公司，东航、国航、南航这些都是用的进口的模拟器，全部是老外产的，这也是我们为什么要做的原因。我们是北航的人，也是国家重点实验室的，北航的老一辈也就是我们导师王行仁教授那一代，做了很多（技术积累）工作的，但是在产业化这方面，因为当时也没有这环境，产业化也没有往下做。
我国第一台军用模拟器、第一台民用模拟器都是北航做的，也获得了国家科技进步一等奖。
（虚拟现实飞机座舱仿真系统）
模拟器有一个叫 D级模拟器。就是地面训练飞行员的设备。
事实上，飞行模拟机不是可有可无的，是飞行员驾驶技能训练（训练模拟机）和航空器工程研发（工程模拟机）不可或缺的重大装备。
比如飞行员获得驾驶执照必须经过模拟机训练，训练小时数不低于42小时，这个我们叫初训；已获得驾驶执照的在职飞行员，每年必须进行不小于12小时数的模拟机复训；已获得驾驶执照的在职飞行员，在改型，晋升以及各类考核都必须经过模拟机飞行这个环节。
模拟器地面训练飞行员的设备。我们一般定义为三类，目前公司的产品也是三类。
第一个是标准训练飞行员的设备，叫训练模拟器，这个要通过民航总局的认证。
再一个是工程模拟机。比如说我们国家的飞机型号C919，在研制过程中，飞机是个很复杂的系统，飞控、导航、飞管、空管这些东西都要验证，相当一个工程模拟器。我们俗称铁鸟台，就是一架飞不起来的飞机，但是每一个设备都经过测试的，所以叫工程模拟机。
（2013年交付中航工业某所的工程模拟机座舱）
还有一类是科普娱乐，交给科技馆和一些主题公园，让小孩体验飞机驾驶。我们9月份和中国科技馆交付一台，体验的人非常多。7月份，在“一带一路”克拉玛依的科学节上，很多人排3个小时的长队就为了看3分钟。没有想到，我们的一个代理商只是把东西拿过来参展，结果当场就会被买掉，而且他们现在还想做一个大的商业上的计划正在谈。
我们希望从科普角度入手，普及到全国的科技馆、主题公园等，包括做成空战游戏、编队游戏、航母起降等。
小孩子玩游戏，家长是最不愿意掏钱的，但是如果是学习飞行，那就不一样了。在实际中我们发现，家长和小孩子一起排队，而且家长对大型飞机更感兴趣，愿意掏钱。
目前我们的训练模拟器还在取证，应该明年会完成。另外我们也在一些做老外的飞机，拿他们的飞机气动数据包，还有发动机数据包。比如波音737，我们是从波音买数据包，目前还在谈。
雷锋网：目前国内的训练模拟器都是用的国外的吗？这个市场量级有多大？
雷小永：对，中国的D级模拟器全是进口的，大概有70多台吧。
我自己计算过，D级的大型模拟器，一年大概也就200多亿的市场。但是小飞机就很多了，FTD这些也应该有几百亿的市场，每年也不是特别多。像CAE每年大概交40多台，我看过他们的财报一年大概100亿人民币，它占市场30%~40%吧，乘以3大概也就是300亿量级。
我们自己对标的是to B，to C市场可能不是特别大，但是它毕竟是专业的。咱国家为什么立项做大飞机这个东西？中国要有自己的D级模拟器，中国是大国，没有这种重大装备的东西，老外现在还卖你的一个亿。那凭什么呢？我们要打破这个垄断，而且现在也有这么多的积累，还有资本的助力，目前还是可以的。我们取证信心比较大，北航有30多年研究的基础。
（舱式漫游交互指挥系统）
雷锋网：做这些项目，有哪些必备的条件？
雷小永：这种大型设备很高的，首先场地很重要，还是花了很多时间，初创公司找地不容易。目前北航科技园办公区域500多平，在昌平大概有5000平的基地。
基地是这样，一般地下挖2米多，地上要求高度12米，有三层楼那么高，相当于5顿的东西在高速运行。一台面积粗算大概200多平，旁边还有运行的机房和安全工作的距离。
目前还有个数据包的问题没有最终解决，这里说的是其中一款飞机的数据包。数据包怎么说呢？就是如果你想做飞机模拟器，要仿真这架飞机，就必须得到飞机的制造厂商原厂的授权，相当一个授权数据包。
这样就能知道，原来飞机是怎么设计的，气动外形是什么样的？发动机什么型号等等。因为认证的时候，飞机的客观测试飞行的曲线，比如起飞、着陆、巡航等这些参数曲线大概有几百条，模拟器飞出来的曲线必须跟原厂试飞数据的曲线匹配，误差在5%以内，这是非常重要的东西。
（飞行训练器）
D级模拟器为啥值钱呢？因为飞完模拟器就可以飞真机 ，到真飞机上熟悉一下就可以了，模拟机座舱和真实的飞机座舱是一样的，只不过是在地面上体验飞行。飞机不像汽车，你可以用真汽车练习。飞机必须在地面上先练，大型飞机实在太复杂了，中国的飞行员都是金装的，费用很大。光在模拟器上飞一个小时，就得花费4-5千块钱，还是很贵的。
咱们国家做大飞机也遇到了很多问题，过去没有民航研制的体系，模拟器其实也是其中一个环节，国外又有很多垄断。习主席把过去那种“造不如买，买不如租”的思路倒过来了，大国强国，必须有自己拳头的东西。航空就是其中一个，中国航天现在发展不错，航空业正努力往前赶。
雷锋网：在模拟器的构造上，又有什么不可或缺的条件？
雷小永：模拟器分几大块，其中一块是飞机的仿真座舱，相当于飞机的坐舱。以前是把飞机的机头裁下来，就是飞机的座舱，把飞机的机头拿下来飞行员坐里面，相当于一个飞行员的操作界面。
外面有一个球幕是视景系统，由计算机生成，一个球幕相当于人站在窗户外面看到的实景，就类似看iMAX电影。视景的生成和显示，最终会用投影机显示出来，雾霾、风雨雷电等气象条件都可以仿真，把外面的场景做得很真实，给出一个视觉反馈。
里面是座舱，外面是一个球幕，然后把整个球放到运动平台上，这个平台就是模拟器里的第三块，提供运动反馈，比如拉杆起飞，整个模拟坐舱也就起来了。
还有一块是飞机气动数据包。
这是干什么用？其实是对飞机本体的建模，在计算机上要把这个仿真，做得跟空中飞的是一样的。用数学方程描述飞行在空中的运动过程。在地面描述清楚飞机在真实的环境是怎么飞的、遇到什么气流。比如说侧风就得偏，遇到其它东西就得躲避，包括地面交互的东西，还有发动机能达到什么水准。
气动数据包里面除了气动、发动机是最主要的两块外，还有导航飞控飞管，这是飞机整个的系统。这块有一个飞机模型的仿真。一个模拟器在视景、运动平台都是可以通用的。但是仿真的是哪种飞机，仿真的是737还是空客320，就要飞机仿真模型，这里面包含气动数据、发动机数据和仿真座舱。
第一个飞机座舱是不一样的，布局是不一样的。第二飞机的仿真本体不一样的，飞机的气动不一样，装的发动机也是不一样的。这块是比较复杂的，真飞机碰到的问题模拟器都得有，真飞机碰不到的问题模拟器也得有。
比如说故障，有的飞行员可能一辈子都碰不着，但在模拟器上必须设置50多种故障模式。发动机停车了，舵面卡死了，风切变了，侧风什么之类的都得加进去，让飞行员得知碰到这种情况如何改进。
另外一块就是教员台。刚才说的这些故障都是在教员台上设置，考核飞行员在模拟器上飞得怎么样，可以设定风速、设定故障灯，包括系统评估。
大概这么五大块，背后的知识还是很多的，多学科综合。我自己是自动控制系的，就是在导航飞控这块，还得有做机械、发动机系的，做飞机发动机怎么建模，怎么拿数学公式描述出来。建模与仿真，首先得建模型，再把它实时运算出来，模型建得真不真就看这个系统复杂不复杂了。有的很简单只是走两步路，可是飞机在空中是六自由度的运动。
所以多学科是很重要的，万一飞机哪块有一个参数不对，不懂你真的不知道怎么调。就跟之前说的不知道哪里下手，代码给你也搞不出来。
雷锋网：从学界到办企业，有遇到过什么困难吗？
雷小永：我们都是教授、博士，出来办企业没有相关方面的经验，可能就是一腔热情来做事情。
首先招人比较困难，又懂航空又懂计算机的不是那么好招，好像大海捞针。开始主要是在几所航空院校招，再就是找北航的师兄弟们，今年我们专门招了一个HR来。我们也是从几个人发展过来的，现在有60多人，10多位博士、20多硕士。
其次公司要快速发展必须有资本助力。刚开始有点困难，好在我们有自己的造血能力，毕竟在国内还是有点名气的，公司注册之后就有项目进来了，两年都盈利了，大概5、6百万左右，公司在年初完成了pre A轮的融资，雅瑞资本、赛航基金给了很大的支持，目前正在进行A轮融资。
雷锋网：您怎么看资本的介入？
雷小永：我们现在是pre-A轮，融资主要是想加速这个过程，同时使公司逐渐规范化。跟投资机构打交道我觉得挺好，几轮尽调下来，我学到的还是比较多的。
技术、资本、市场，三者不可或缺。技术我觉得只占三分之一，光有技术没有资本助力你活不下来的。市场也占三分之一，但是市场不是一天能膨胀起来的，需要持续地做。这个过程中就需要资本的借力的，要招人、招很牛的人，没有资本的支撑可能都发不出来工资。很多公司最大的压力，就是员工工资。如果有资本进来，我就可以专心做些和模拟器相关的项目，积累沉淀，而不是接一些其它的活。
雷锋网：有这样一种说法，前沿技术一般是不赚钱甚至是一直烧钱的。现在您也走进了业界，这个说法您赞同吗？
雷小永：其实VR不是今天才出来的概念，已经好多年了。我自己觉得普通大众可能觉得前沿的技术，不一定人家就没有研究。
过去美国有一家叫施乐的公司，像以太网这些技术都是从它的实验室里出来的，前沿技术赚不赚钱可能最终还是落实到产品上。
产品优秀不优秀，不一定是全是前沿的技术，产品的构成比较复杂，可能是有个好的概念在里面。比如说苹果手机，2007年苹果手机包括过去计算机的机械键盘，只是一个所谓的多点触摸，就跨越了多少年？
所以，前沿技术能不能赚钱，取决于产品。如果技术不赚钱，那就是产品不够好。
注：后续雷锋网将会再次探访北航虚拟现实技术与系统国家重点实验室，详细解析虚拟现实系统如何与航空模拟器结合，有兴趣可关注雷锋网的持续更新。
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汪思颖