虛擬現實最基本的技術 虛擬現實：關于未來媒體的一種猜想

　　摘要 本文參照虛擬現實的含義和特征，提出了它在大眾傳播中的作用，并指出，只要虛擬現實逐步成熟完善起來并得到充分應用而承擔了新一代媒體重任的時候，它已經在全部意義上實現了媒體發(fā)展的終極目標。
　　關鍵詞 虛擬現實 交互性 沉浸感 構想性 全息性
　　中圖分類號 G206 文獻標識碼 A
　　
　　Virtual Reality: A Suspect on Future Media
　　Ma Chijie
　　(School of Humanities and Communication, Guangdong University of Buziness Studies, Guangzhou 510320)
　　AbstractConsulting meaning and character of virtual reality, this paper puts forward its function in mass communication. Also, it believes that it will surely fulfill the ultimate goal on all aspects when virtual reality works up and get full used, hence a new generation of media.
　　Key wordsvirtual reality interact sense of immersionvirtualizationholography
　　
　　一、何為虛擬現實
　　
　　虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）或稱虛擬環(huán)境（Virtual Environment，簡稱VE）技術是二十世紀末發(fā)展起來的由應用驅動的涉及眾多學科的高新實用技術，是在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術以及傳感器技術的基礎上發(fā)展起來的一門交叉技術。它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，并通過多種傳感設備使用戶沉浸到該環(huán)境中去。虛擬現實系統旨在突破系統和用戶環(huán)境之間的界限，突破用傳統方法表達事物的局限，使人們不僅可以將任何想象的環(huán)境虛擬實現，并且可以在其中以自然的行為與這種虛擬現實進行交流。虛擬現實又被稱為幻境或靈境技術。
　　虛擬現實作為一門比較新的技術，從它初見端倪就引起了廣泛地關注。1992年，在法國召開了與虛擬現實技術相關的名為“真實的與虛擬世界的界面”的國際會議，同年在美國的San Diego（圣迭戈），一批以醫(yī)學專家為主的科學家組織召開了名為“醫(yī)學中的虛擬現實技術”的學術會議。1993年，IEEE在Seattle（西雅圖）召開了第一屆虛擬現實國際學術會議，會議吸引了大批科技工作者，并發(fā)表了大量有價值的論文。后來不久，IEEE的刊物Spectrum也組織了有關專集。在國內，虛擬現實技術也越來越受到科技界的重視。
　　虛擬現實是一門集成了人與信息的科學。其核心由計算機生成的一些交互式三維環(huán)境組成。這些環(huán)境可以是真實的，也可以是通過想象構建的模型，主要是為了通過人工合成的經歷來表示和傳達信息。有了虛擬現實技術，再復雜抽象系統概念的形成也可以通過具有確切含義的符號以某種方式來表示。虛擬現實融合了許多人的因素的，并且放大了它對個人感覺的影響。簡單地說，虛擬現實技術是建立在集成諸多學科（如心理學、控制學、計算機圖形學、數據庫設計、實時分布系統、電子學、機器人及多媒體技術等）之上的，借助于計算機技術及硬件設備，實現人們可以通過視覺、聽覺、嗅覺以及觸覺等多維信息通道獲取信息的下一代高級用戶界面。
　　
　　二、虛擬現實的特征
　　
　　Grigore Burdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一書中指出，虛擬現實具有三個最突出的特征，即人們稱道的 “3I”特性：交互性(interactivity)、沉浸感(Illusion of Immersion)和構想性(imagination)。
　　交互性(interactivity)。交互性主要是指參與者通過使用專門輸入和輸出設備，用人類的自然技能實現對模擬環(huán)境的考察與操作的程度。虛擬現實系統中的人機交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標進行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數據手套等傳感設備進行交互。計算機能根據使用者的頭、手、眼、語言及身體的運動，來調整系統呈現的圖像及聲音。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進行考察或操作。虛擬現實與通常CAD系統所產生的模型是不一樣的，它不是一個靜態(tài)的世界，而是一個開放的環(huán)境，它可以對用戶的輸入（如手勢，語言命令）做出響應。例如用戶可以用手去直接抓取和移動模擬環(huán)境中的物體，不僅有抓東西的感覺，還能感到物體的重量；用戶可以像現實中一樣拿起一把虛擬的火炬，并在虛擬環(huán)境中打開開關點燃它等等。虛擬現實技術將從根本上改變人與計算機系統的交互方式。
　　沉浸感(Illusion of Immersion)。沉浸感是虛擬現實最主要的技術特征，它是指參與者在純自然的狀態(tài)下，借助交互設備和自身的感知覺系統，對虛擬環(huán)境的投入程度。虛擬現實是通過計算機生成一個非常逼真的足以“迷惑”人類感知的虛幻世界，導致用戶產生了類似于現實世界的存在意識或幻覺。人們不僅可以通過視覺和聽覺，還可以通過嗅覺和觸覺多維地感受到虛擬世界中所發(fā)生的一切，它們看上去是真的、聽起來是真的、動起來也是真的。使用者與虛擬環(huán)境中的各種對象的相互作用，就如同在現實世界中的一樣。這種感覺是如此的逼真，以至于人們能全方位地沉浸其中。當然，這也正是虛擬現實技術追求的終極目標：力圖使用戶全身心地投入到計算機所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一個部分，處于身臨其境的感覺狀態(tài)，而不僅僅是旁觀者。
　　構想性(imagination)。構想性是指借助虛擬現實技術，使抽象概念具像化的程度。虛擬現實不僅僅是一個媒體，一個高級用戶界面，它是為解決工程、醫(yī)學、軍事等方面的問題而由開發(fā)者設計出來的應用軟件，它以夸大的形式反映了設計者的思想，比如在建造一座現代化的大廈之前，要對其結構做細致的構思。然而許多量化的設計圖紙的讀者只能是極少數的內行人，而虛擬現實則可以用別樣方式同樣反映出設計者的構思，只不過它的功能遠比那些呆板的圖紙生動和強大得多。所以某些國外學者稱虛擬現實為放大人們心靈的工具，或人工現實（artificial reality）。
　　實踐證明，虛擬現實除了上述“3I”基本特征之外，還應該具備全息性特征。
　　全息性（Multi perceives）。全息性是指虛擬現實系統能提供的感覺通道和獲取信息的廣度和深度。虛擬現實旨在提供多維感覺通道和類似現實的全面的信息，讓參與者通過全息傳感及反應裝置，在虛擬環(huán)境中獲得視覺、聽覺、觸覺及嗅覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。全息性無疑是人們全身心沉浸到虛擬現實最基本的前提條件和技術基礎。
　　至此，我們應該建立一個共識：“3I＋M”就是虛擬現實系統的基本特征。
　　
　　三、虛擬現實在大眾傳播中的作用
　　
　　規(guī)避現場危險，延伸感覺器官，彌補缺失信息。我們知道，新聞信息報道必須講求時效，尤其是一些突發(fā)的新聞報道，媒介追求的就是第一現場。雖然當今媒體已經付出了很多努力，盡最大可能給觀眾提供現場報道，但是，由于新聞現場（如戰(zhàn)爭、火災、水災、地震、雪崩以及火山噴發(fā)等）潛在的危險，記者很難到達第一現場，很難近距離拍攝和采訪，所以，媒體也很難讓受眾近距離感受新聞事件。而且，由于目前媒體技術水平的限制，信息的輸出除了訴諸于視覺（如報刊、電視和網絡等），就是訴諸于聽覺（如廣播電視和網絡等），而戰(zhàn)爭中炮彈的呼嘯而過的聲音和近距離爆炸的巨響與沖擊、火災現場的熊熊大火的熱浪和煙塵的氣味以及周圍喧囂和嘈雜、水災現場的雷聲風聲以及浸入水中的冰涼、地震現場地動山搖的強烈震動和樓宇倒塌的轟響、雪崩現場的雪浪沖擊和震天的山谷轟鳴、火山噴發(fā)的巖漿的灼熱與氣味等等，都是新聞受眾應該感受而未能感受到的信息。任何新聞現場，都有許多可看、可聽、可嗅和可觸的多維信息，而媒體技術的有限性導致了當今的媒體只能選擇其中的最為主要的和能夠被媒體編碼傳輸的信息，傳播出來。虛擬現實技術在信息傳播過程中可以重構有潛在危險的新聞現場，讓受眾在虛擬的戰(zhàn)爭、火災、水災、地震、雪崩以及火山噴發(fā)等新聞現場切身感受到全息的信息，不僅能看到現場的形色與動態(tài)，能和聽到現場的聲音，還能嗅到現場的氣味，能觸到現場的質感與分量等。前段時間，第二次海灣戰(zhàn)爭報道中，有的廣播電視媒體也初步部分的借用了虛擬現實的手法，分析作戰(zhàn)雙方的戰(zhàn)略戰(zhàn)術，在新聞信息傳播中獲得普遍的贊譽。虛擬現實將在最大程度上逼真再現新聞現場，延伸受眾感覺器官，彌補缺失信息。
　　打破時空限制，建立娛樂社區(qū)，增強交互功能。在目前大眾傳播中，媒體挖空心思，開發(fā)了很多娛樂項目。尤其是在廣播電視中，通過開發(fā)游戲娛樂節(jié)目來提高收視率。但是，現有的媒體技術提供的娛樂平臺，很難實現真正意義上的實時在線互動。最近，央視第5頻道（體育頻道）開辦的E-SPORT欄目，旨在開發(fā)一種基于新媒傳技術的互動游戲（人―機互動或人―機―人互動），以吸引游戲愛好者共同關注或參與。如基于網絡進行虛擬的足球比賽。雖然這種互動帶有虛擬現實的部分特征，大它與真正的虛擬現實還相去甚遠。
　　虛擬現實提供的是全息的信息感知，媒體可以借助虛擬社區(qū)打破時空限制，建立虛擬社區(qū)，在這個社區(qū)中，不同物理空間的參與者可以通過交互系統，作為虛擬社區(qū)的一員，于其他參與者共同處于“同一個時空”，大家可以在虛擬的環(huán)境中“圍坐在圓桌旁”討論共同的話題，或者參與者在“主持人”的組織下，同時參與一種游戲比賽，就拿足球比賽游戲來說，基于虛擬現實的玩家不必同時處在同一個物理空間，他們中的每一位分別在不同的地方借助交互系統和傳輸系統，進入到虛擬環(huán)境中來，“相聚在同一方綠茵場上”，玩家自身就是虛擬綠茵場上的一名球員，對陣的雙方可以自由分組搭檔或由“主持人”分組，形成不同的“足球俱樂部”。在所有的準備工作完成后，“球員”就可以在逼真的虛擬環(huán)境中“真正地踢球”，不僅能感受到球員的沖撞，也能體驗到踢球時球的反作用力，而且還能聽到球員的喊聲、觀眾的叫嚷聲以及裁判的笛聲，甚至在不經意之中被迎面飛來的足球撞痛面門也是有可能發(fā)生的。玩家感受到的刺激逼真得就像在現實的綠茵場上一樣。這一切使得玩家全身心地沉浸娛樂之中。而現有的媒體技術只能讓玩家坐在電腦建構的無法介入界面前，用鼠標拖著“桌面”上的角色球員到處跑，自己卻置身局外。基于虛擬現實技術提供的高級用戶界面，我們有理由相信，舉辦虛擬現實世界杯（Virtual Reality World Cup）不僅是可能的，也是可行的。
　　重構事物原型，夸張表現世界，提供直觀體驗。在教育類信息傳播中，目前廣播電視是最有優(yōu)勢的。它可以利用現在傳媒技術，重構已逝事物的原型，如侏羅紀的恐龍、冰川時代的劍齒虎等等都可以通過三維技術得以重現；我們周圍的世界有半徑以光年計算的宏觀宇宙，也有肉眼難以了解的豐富的微觀世界，在復雜的世界都可以在電視機提供的界面上用夸張的方法（放大或縮�。┏尸F給觀眾。然而這樣的信息傳遞方式，總讓人難以切身感受到逼真的心理體驗，看到的和聽到的仍然是間接的信息。
　　對事物進行直觀體驗，建立直接經驗需求在虛擬現實中是很容易實現的。通過交互系統，我們可以超越時空進入虛擬現實的侏羅紀驅車遨游，與恐龍打交道，遠可聞其聲，近可觀其形，甚至可以“走近”性情溫和的恐龍，觸摸它的肌膚，感覺它的體溫，了解它的氣味等。對于宏觀世界的認識，我們可以乘著虛擬的宇宙飛船進入逼真的虛擬太空，可以像阿波羅號一樣來一次完美的登月旅行，也可以在縮小了時空的宇宙中向木星靠近……看看宇宙的繁華，聽聽宇宙的聲音，體驗宇宙的速度……當然，我們也可以進入放大了的微觀世界，在血液循環(huán)系統中暢游，甚至可以選擇進入紅細胞，去探求其中的奧秘。虛擬現實技術可以縮短時間，把需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程在很短的時間內呈現出來。例如，生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬技術在短短的十幾分鐘內就可以實現。所有這一切無法親歷的世界卻被虛擬現實帶到了我們身邊，把直觀的感受給了我們，把直接的經驗奉獻給我們，這就是虛擬現實在教育類信息傳播中的最重要的貢獻。
　　重現歷史事件，再現歷史人物，參與歷史進程。我們每個人都走過了一段歷史，也會回顧歷史，并從中得到教益。大眾傳媒也經常長篇累牘地反觀歷史，重現歷史事件和歷史人物。而這種重演歷史只能憑借視聽文本進行敘述，作為無法走進歷史的受眾，歷史只能是被遠眺的過去，無法親歷，無法參與。無所不能的虛擬現實則會把我們帶入任何歷史時代，我們可以和遠古的大禹一起翻山越嶺去治水，體驗治水的艱辛；我們可以在太平盛世的大唐，登上寶殿，與唐王李世明分享大唐文明；我們可以作為某個歷史階段的一員，在虛擬的歷史階段，體驗特定階段的文明和特征，真切感受歷史文明的進程。
　　建構故事情節(jié)，塑造人物角色，再造影視樣式。傳統意義上的影視都是由特定的專業(yè)演員演繹而成的。觀眾收看到的情節(jié)幾乎與自己無關，觀眾作為完全的旁觀者，冷眼觀看劇情的發(fā)展和劇中角色的喜怒哀樂。劇中的一切很難在觀眾的心中留下深刻烙印，原因是這樣的影視劇與觀眾自身的生活只是部分的相似，甚至相去甚遠。而基于虛擬現實的影視劇完全就是生活本身，原因在于虛擬現實只是建構了故事環(huán)境，包括燈光、場景、道具和服飾等等，劇情中的角色又參與者本人擔任，每個參與者（不是演員）帶著角色進入虛擬場景中，看似在演習，其實是在經歷酣暢淋漓的情感游戲和生活本身。如果說，我們可以把《西游記》用虛擬現實重新演繹的話，參與者需要扮演的角色除了幾位主人公之外，故事中涉及到的角色都應該有，這樣，在虛擬現實的各種場景中，參與者就會親身體驗西天取經的艱辛和意義了。有了虛擬現實的影視劇，我們也可以進入《007》的劇情，任意替換角色，任意選配搭檔，共同完成007所應負有的任務。虛擬現實技術介入影視領域，將會徹底改變影視樣式，讓影視從銀幕走向生活。
　　搭建購物平臺，綜合多種業(yè)務，創(chuàng)新個性服務。我們目前的廣播電視還沒有完全實現數字化，電視購物還處在商品資訊發(fā)布的初級階段，數字化交易平臺還沒有搭建起來。即使有了數字化交易平臺，觀眾利用數字化終端購物，也只能選擇想要的商品，看看它的外觀，了解一下相關參數，僅此而已。而更多時候，我們在市場上購物，一般都要經過充分地“掂量”才能最后作是否購買的決定。然而現有的媒體技術不可能提供如此豐富的信息作為終端客戶選擇的依據�；�于虛擬現實的交易平臺則可以提供逼真的市場空間，終端的客戶可以借用交互系統進入虛擬的市場環(huán)境，親自“動手”選擇商品，并且可以觸摸它的質感，品嘗它的口感，一切就像在現實的市場中購物一樣。而且比現實市場更為方便的是，顧客可以根據自己的需要，像虛擬現實系統中提供的“服務員”提出要求，讓她給出購物建議，并能進行完善的導購，讓顧客夠得稱心如意的商品。雖然夠得的物品依然需要在現實環(huán)境中由物流的商家負責配送，但就購物的前端過程而言，顧客受到完善的、人性的和個別化服務已足夠滿意了。基于虛擬現實的交易平臺不只是提供“商場購物”，還可以提供多種業(yè)務，只要是現實空間存在的交易，都可以移到虛擬現實中進行。虛擬現實不僅提供了實實在在的交易，更重要的是它提供了一種創(chuàng)新的個別化全程服務。凡是進入虛擬現實交易系統的客戶，都可以受到“服務員”的引導和完善的服務，只要硬件系統允許，虛擬現實的服務員便可以實現一對一的服務。虛擬現實帶給我們的將是全新的交易服務體驗。
　　
　　四、結 語
　　
　　虛擬現實技術是二十世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術。由于它生成的環(huán)境是類似現實的、逼真的，人機交互是和諧友好的，因此虛擬現實技術將一改人機之間枯燥、生硬和被動的現狀，將人們陶醉在流連忘返的工作環(huán)境之中。虛擬現實技術的應用領域和交叉領域非常廣泛，幾乎到了無所不包、無孔不入的地步，虛擬現實在諸多方面的應用和產業(yè)的形成都有強烈的市場需求和強大的技術驅動。權威人士斷言，虛擬現實技術將是21世紀信息技術的代表。它的發(fā)展，不僅從根本上改變人們的工作方式和生活方式，人們將在享受環(huán)境中工作，在工作中得到享受。
　　
　　參考文獻
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　　[2] 黃南華，李治柱.昨天的創(chuàng)新，今天的標準――談虛擬現實技術及其應用.
　　[3] 周曉琪.虛擬現實技術.http://zzit.home.省略

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