虚拟实在的本质(2)

时间：2007-12-25 09:51:30 来源：网络作者：未名

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          沉   浸    性
    虚拟实在业的许多人喜欢把注意力集中在硬软件的配置上。这是由萨瑟兰(Ivan Sutherland)、费希尔(Scott Fisher)、弗
内斯(Thomas Furness)和布鲁克斯(Frederic Brooks)为虚拟实在建立的模型，在这些人之前根本不存在虚拟实在这个词，因为没有哪家硬件或软件公司主张用这个名字。
    首次被称为虚拟实在的特制硬件，组合了两个小型三维体视光学显示器(Stereoscopic optical display)，或叫“眼机”(Eye-phone) 一个监测头部运动的头部跟踪装置，其作用是向用户提供反馈信息．以便用户在人工环境中能够操纵所见到的各
种物件。具有三维声学效果的音频系统能够增强浸没于虚拟世界中的幻觉。也就是说，幻觉便是沉浸。
    根据这种观点，虚拟实在意味着在一个虚拟环境中的感官沉浸。这种系统，一开始便以其头盔显示器(简称HMD)和
手套而著称，先是由拉尼尔(Jaron Lanier)的VPL公司普及的。头盔显示器切断来自周围世界的声象感觉，并代之以计算机
生成的感觉。使用反馈手套、脚踏板、自行车把或游戏棒，身体便在人工的空间中运动起来。
    有关沉浸的一个主要例子来自美国空军。空军部门首先开发了这种硬件用于飞行模拟。计算机生成的感官信号几乎
与飞行员在实际驾驶舱内体验到的一样真实。飞行员可以通过诸如旋转操纵杆的方式对这些感觉做出反应。操纵杆又可
将飞行员的动作反馈至计算机，计算机据此再调整感觉信号。通过这种方法，飞行员用不着离开地面就能获得飞行实践或
训练的机会。现在，商业飞行员在飞行模拟器里花上些时间便可升级其飞行执照的等级.
    计算机反馈的作用不仅能重新调整用户的感觉，使之体验到准飞行的滋味，而且还能与真正的飞行器联动。当飞行
员撤动按钮，通过反馈，真正的飞行器的发动机点火或真正的武器系统开火等。飞行员在这种情况下感受到了沉浸并完全
出现在虚拟世界之中，而这个世界反过来却是与现实世界相连的。
    当你驾驶F—16战斗机以超音速在一多山地形作低空飞行时，应尽量少用肉眼去看真实世界.由于飞机的仪器将真
实的景象做了处理，所以得到的图象更可靠地反映现实世界。这样，你便能更好地驾驶飞机。在这种情况下，虚拟实在能使人在高速飞行中更好地发挥作用。驾驶舱内的仰视显示器有时允许飞行员在虚拟图象后面观看真实的景象。在这种情况
下．模拟便是一种强化的而非虚拟的实在。
    这一技术的分支，如瓦尔登电子游戏机房的游戏机之类，不应把我们的注意力分散，使我们不去注意正在分子生物学
中的应用(剪裁“看得见摸得着”的分子)以及在气流模拟、医疗培训、建筑及工业设计中的各种应用。波音飞机制造公司
计划将一种飞行管制系统投射到虚拟空间中，这样这套系统在几千英尺高的机场上空飘浮时，便能得到来自任何角度的
没有遮拦的图象(实际只需要在地面上输入从卫星和多角度摄像机提供的视觉数据即可)。
    这项研究的领先模型，一直是在NASA-Ames研制的工作站——虚拟界面环境工作站(简称VIEW)。这套系统用于远
程机器人技术(Telerobotics)，地球上的操作人员先是感觉到沉浸在一个遥远的但却是虚拟的环境之中，然后通过机器人的
信息反馈使能够看到并操纵月球或是火星上的物体。沉浸研究特别强调特殊的硬软件配置。为飞行员、飞行控制系统及
空间探测器设计的沉浸式工具，虚拟实在比“一切都是人工的”之类泛泛而论的涵义要具体得多。
                                                    遥    在
    机器人式出场或在场，为虚拟实在增加了另外一个方面。以远程方式于某处的出场，谓之虚拟出场(!)。当从远处出场
时，虚拟实在就变成遥在(Telepresence)了。“在场”意即你意识到正在发生什么事情，你正有效地能亲自完成一些任务，如观察、操作、移动物体之类，就好像这些物体近在眼前。用遥在定义虚拟实在，恰好排除了艺术、数学、娱乐等方面的虚幻世界。机器人式遥在给真实世界的某场所带来了实时的人效性．却无需亲自有人出场。麦格里斐(Mike McGreevy和希契纳(Lew Hitchner)走在火星上，但在肉体上他们却坐在NASA-Ames船的遥控室里。
    遥在医学用不着开刀便将医生置于病人体内。像萨塔瓦(Richard Satava)上校和罗森(Joseph Rosen)博土这样的医生，
把用不着开刀的胆囊摘除的这在外科手术当作常规。病人康复的时间是传统手术的十分之一，因为遥在外科手术几乎没
伤身体。只需两个很小的切口把腹腔镜插入。遥在技术可以让外科医生在没有专家亲临现场的边远地区做专家级的手
术。
    外科医生无需到场便能在场，遥在技术也是个双刃剑。通过沉浸，遥在为手术者提供了对远程手术过程的强大控制
力。但与此同时，却加大了医生和病人间的心理技术距离(Psychotechnological gap)。大夫们抱怨丧失亲自接触病人的机
会，因为病人化成了比特和字节的幻影。
                                            全身沉   浸
    大约在头盔式显示器问世的同时，通往虚拟实在的另一条截然不同的道路也在贯通。早在60年代末，常被称为“虚
拟实在之父”的克鲁格，便着手创造各种交互式环境，在这种环境中人的移动不受什么拖累。克鲁格推出的是，你就是你
的虚拟实在。克鲁格采用了摄像机和监视器来投影人生，因而人体可以与图象进行交互，可以用手来操纵屏幕上的图形
物体，不论是文本还是图片。计算机与人的交互作用不需要在身体上外加东西。输入的工作留给了计算机，而身体的自
由运动则成为计算机阅读的文本。摄像机跟踪着人体，而计算机则把人体运动合成到人工环境中去。
    我看见一只浮动的球被投射到屏幕上，我的由计算机投影的手伸出去抓球。计算机便不停地更新我的身体与我所
见、所听、所模到的合成世界的交互动作。
    在克鲁格的Videoplace中，人在不同的房间里交互地作身体绘画、自由范体体操、搔痒痒等。他的Glowflow是个声光
室，能根据人们的运动点燃荧光灯并发出合成音响。另一个环境是Psychic Space，它允许参与者探索一个交互式的迷宫，
每迈出一步都对应一曲音乐，所有都是活动的实况录像，可以缩放、旋转，无需考虑通常的因果律。

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