虚拟现实技术37传奇游戏：造个世界任我行(组图)

戴上虚拟现实眼镜，体验梦幻视觉感受。

用虚拟现实技术制作的导航系统图。

国内一家公司用虚拟现实技术制作的南京中山陵视觉效果。

　　在此前闭幕的美国洛杉矶电子娱乐展览会（又称E3游戏展）上，微软展示了一款名叫全息眼镜的新产品，对虚拟与现实产生了巨大颠覆。在现场，一名佩戴全息眼镜的员工通过手势、语音在游戏《我的世界》中进行操作。游戏中如城堡、玩具等场景模型还可以立体呈现在任何物体的表面，比如桌面上。同时，对这些模型，这名员工甚至可以改变色彩、缩放尺寸，设计他想要的样式，并通过全息眼镜完成3D打印。

　　这就是近年来大受青睐的虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术。作为一种基于可计算信息的沉浸式交互环境显示技术，我国著名科学家钱学森曾将其翻译为“灵境技术”，这一翻译形象地指出其实质——重建一个真实的世界，并且还要让人能够走进去。

　　近年来，国外科技巨头如谷歌、微软等通过推出各类虚拟现实设备，搅动了整个科技圈，国内相关设备如3Glasses、蚁视、暴风魔镜等亦纷纷“亮剑”。分析人士表示，在未来5年内，全世界虚拟现实设备的市场规模将达到300亿美元，网页版传奇私服，新科技革命的又一个“风口”正在形成。

　　“与‘互联网+’一样，虚拟现实技术也是各行业都可以采用并助力自身发展的一项重要技术。”在中国工程院院士、虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任赵沁平看来，如今，虚拟现实的基本概念和基本实现方法已经初步形成，下一步，虚拟现实＋X（应用领域）将成为一种新趋势，进入“+时代”。

　　巨头聚焦　运用广泛

　　正如科技公司一直所承诺的“将未来呈现在我们眼前”的誓言，微软此次发布的全息眼镜拥有一种透明镜片，透过它，你除了可以看见自己生活的世界，同时还能看到3D物体漂浮于半空中，墙上悬挂着虚拟屏幕，各种虚拟生物正在卧室胡作非为……

　　医学院学生只要戴上头盔和特质的手套，就可以练习给虚拟病人做手术；伞兵不必再冒着生命危险练习跳伞，戴上头盔在鼓风机室里面就可以学习各种技巧；室内装潢设计也不必再纸上谈兵，戴上头盔在家里遛一圈就知道满不满意……虚拟现实技术的创新者宣称，将来大部分需要人与人之间进行实地交流的场景，都可以由这些设备接管。

　　微软不是虚拟现实领域唯一的潜伏者，从社交网络巨头脸书去年豪掷23亿美元收购虚拟现实头盔设备制造公司Oculus VR开始，谷歌、三星、索尼等巨头在这一领域布局的步伐正逐步加快。

　　国内潜心虚拟现实技术的创新者也不在少数。如3Glasses、蚁视、暴风魔镜等国内虚拟现实领域的探索者们，正在不遗余力地进军开拓虚拟现实的“秘境”。

　　除了潜伏者，虚拟现实技术还迎来许多新的青睐者。例如，汽车厂商正将其运用到产品体验中。在纽约国际车展上，丰田公司在自己的车辆中内置了Oculus Rift虚拟现实头盔。当戴上头盔模拟驾驶时，试乘者会感觉自己如同置身于真实的城市街道中一样。

　　在装备制造领域，虚拟现实技术有着广泛应用。如果按照传统的图纸设计方式，零件总数高达300万件以上的波音777，需要7000余名各类专业设计人员组成200多个产品综合研制小组同时工作。然而，在虚拟现实的三维模型仿真技术的帮助下，波音777的设计错误修改量较过去减少了90%，研发周期缩短了50%，成本降低了60%。

　　在军事领域，虚拟现实技术也不断受到军方重视。例如，美军正在使用的F-15全任务模拟系统，能够模拟F-15战斗机99%的飞行任务，既有起落、失速、螺旋、特技、夜航等技术训练，也有火力控制、编队飞行、对地攻击和空战机动等战术训练内容。

　　系统搭配　“以假乱真”

　　那么，号称“几乎能模拟一切”的虚拟现实技术究竟是怎么做到的？总结来说，虚拟现实系统主要通过显示系统、声音系统和反馈系统来模拟外部世界对人类感官的刺激和输入，达到“以假乱真”的目的。

　　首先是显示系统。通过所佩戴头盔上自带的双眼分屏显示模块，三维视觉效果得以成功“迷惑”我们的眼睛。这个原理和现在的3D电影类似，但技术难度更高更复杂，现行的各式虚拟现实可戴式设备中，往往内置了一台高精度高响应能力的定位定向陀螺仪，配以高速三维场景计算系统，力图实现头部活动和眼前画面无缝衔接。

　　其次是声音系统。现代虚拟现实声音系统，依靠先进的数字信号处理技术和发声装置制造工艺，将定位、音色、声场等细节复原得淋漓尽致。

　　再就是反馈系统。举个例子，我们要模拟端起一杯水，如果伸手去端时，手却一下子穿过了杯子——瞬间感觉被骗了。反馈系统正是为了增加这种触感而产生：当我们戴上“反馈手套”去端杯子时，手套就会在接触“杯子”的一瞬间产生皮肤压力，真实性就大大增强了。

　　要做到这些还有一个基础问题，那就是网速。4年前，一个国际专家小组就已实现广域网络中双向每秒186GB传输，这相当于每天传输200万GB信息。

　　现今，美国、中国、日本、欧盟和俄罗斯都在投入巨资研究超级计算机。据预测，到2020年，最强超算的速度比今天最强超算至少快1000倍，网速将得到极大提升突破，虚拟现实技术的系统模拟显示将会做得更出色。

　　目标宏大　难点待解

　　从1962年人们将头伸进首个虚拟现实设备“体验剧场”，整个过程好像把头埋进箱子里看西洋景，到未来如《黑客帝国》描绘的将计算机连接到人们大脑的虚拟世界，或者像《星际迷航》里，计算机通过能量场及可视技术为人们创建可感知的世界，这段距离究竟有多长？或者更紧迫地说，我们什么时候能够丢掉这个难看而笨重的“头盔”？

　　事实上，各国及相关组织一直在努力。早在2013年，欧盟委员会宣布实施“人脑工程”，利用超级计算机来实现世界上对完整人类大脑的首次模拟。同年，美国政府发布“推进创新神经技术脑研究计划”（俗称“脑计划”，即通过采集人脑的动静态数据来构造人脑模型，虚拟人脑）。同时，美国达拉斯汉森机器人技术公司也发起了一个“阿波罗大脑计划”，力求到2019年能让机器人版“阿凡达”的人工智能达到真人一样的水平。目前科学家在人工智能研究方面取得的最大成绩是造出智力水平仅相当于一岁儿童的机器人。

　　英国科学家则在研究通过备份大脑的方式让人类实现网络化永生。其目标是，在未来20年内，人们只需要一个方糖大小的电脑装置，就可以完整地备份人类每一秒钟的思维和记忆。终极目标是要创造一种人性化、有意识的机器人化身，使人自己或化身实现永生。

　　这方面，我国较早就将虚拟现实技术纳入国家科技发展的战略规划。据赵沁平介绍，2006年，我国政府发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006-2020年》，虚拟现实技术即是信息领域优先支持的三大前沿技术之一。

　　然而，要最终实现这些宏伟目标，综合来看，目前还有几道坎。

　　其一，全息建模。创造世界是虚拟现实技术的终极应用。但是要实现这个目标，每一个细小物品的建模所产生的工作量和时间成本都是巨大的。这方面，3D打印技术如何在现有基础上实现更大突破是关键之所在。

　　其二，感观反馈。一个终极的虚拟现实世界，需要让人可以产生真实的触觉、听觉等感觉。人类行走在虚拟现实世界中的每一步，每一个动作，看到的东西，摸到的感觉，甚至闻到的气味，听到的声音，都将是未来虚拟现实技术需要攻克的关键节点。


　　其三，学科交叉。理论上来说，一个虚拟现实世界可以无限大，在技术上需要实现在有限空间内走遍无限空间的目的，这其实已经进入了神经科学的范围，即如何让人的五官产生感知错觉，并利用这种错觉来实现与虚拟现实世界的互动。

　　要做到这些，除了作为基础的计算机学科、数学、心理学、社会学等都会被纳入。而这种“造梦”对人的神经损害程度有多严重？会不会让人在真实现实世界里产生幻觉？这些问题都需要在未来小心解答和防范。

　　终极状态的虚拟现实技术意味着人类尝试进入“上帝禁区”，最终或将改变整个世界的基础。对这一切，我们期待它，同时带着敬畏之心。
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