現(xiàn)實如何虛擬？

解語花

哲學家總是把明白人弄糊涂。“存在就是被感知”，這是主教兼哲學家貝克萊說的。物理學家兼哲學家馬赫則說“物體是感覺‘要素的復合”。普通老百姓本來不會被這些名言弄糊涂的——存在就是現(xiàn)實，不過就是自己的感覺罷了！但今天對虛擬現(xiàn)實（virtual reality，VR）這個時髦玩藝兒就真有些弄不明白了，現(xiàn)實如何去虛擬呢？

人是依靠感覺而感知世界的。細想一下，從視、聽、觸、聞等途徑去模仿對一個物體對象的感覺，大體是可行的，比如假花就可以以假亂真，假幣真假難辨，但如何虛擬現(xiàn)實而亂真呢？現(xiàn)實就是整個世界，你能虛擬出一個世界？是的，有人就是這樣想的，也正在這樣做，如果你的所有感覺都沉浸在一個虛擬世界中，你就難分現(xiàn)實的真假了。

從貝克萊的觀點看，人確實是通過自己的感覺與外界打交道的，因此人的視、聽、觸、聞等本身就可以看作是對現(xiàn)實的一種虛擬，而在技術上要做到對某種感覺的欺騙并不太難。比如看電影時，就能從視覺、聽覺中深入其境，與影片中的人物同哭同笑，但是要使人具有一種真實的環(huán)境和實物的存在感覺，卻非易事。按照馬赫的看法，如果要對現(xiàn)實虛擬，就要求一種全感覺綜合的復雜合成。虛擬現(xiàn)實最基本的要求就是將這些技術化了的感覺的要素復合成一個統(tǒng)一的時空環(huán)境，使人能沉浸其中并得到一種真實感。

虛擬現(xiàn)實的第一步就是要把你所有的感覺器官全部封閉、控制起來，所以虛擬現(xiàn)實是基于個人的綜合性電子設備。電子頭盔是最基本的一種。電子頭盔接管你的頭部感觀上的全部信息通道，提供三維全方位的影、音等感官虛擬環(huán)境。由于這種全封閉性，電子頭盔能夠提供比3D電影、球幕電影等更真實的現(xiàn)場感。

雖然視覺和聽覺是人從外界獲得信息最主要的通道，但視、音頻不能提供實體感，最基本的實物感覺由人的觸覺提供，這在虛擬技術上是由各種復雜的電子傳感器、交互設備等來完成的。其中電子手套是最基本的一種。比如你戴著電子頭盔看到了一堆火，然后用自己戴著電子手套的手伸過去，就能感到手上的熱度或灼痛，這時你就會體驗到“這是真的”的奇妙了。虛擬現(xiàn)實技術不只是3D影像等構成的虛擬場景，還可以提供氣味、溫度、濕度等感覺，甚至于物體的軟、硬、滑、糙等觸感，都是可以實現(xiàn)的。

但這些還遠遠不夠。身在其中的真實感不僅來自對環(huán)境的被動感覺，還要能與環(huán)境互動，而交流和互動的技術就難多了。人用語言這種信息通道進行互動交流是最基本的行為，但在人工智能研究中，人、機語言的交流至今仍是一個高難課題。對虛擬現(xiàn)實來說，人與“環(huán)境”的互動最主要的就是人的運動，也就是要使在虛擬環(huán)境中的人有自身的運動空間感、平衡感和物體感。我們都知道，盲人或聾啞人雖然缺少了一兩種感官機能，但其他的感官特別是運動方向感、接觸力度感等可以在一定程度上彌補視、聽信息上的缺失，一根盲杖就可以行天下，所以運動感是人對環(huán)境實在性的基本感覺。這也是虛擬現(xiàn)實技術中最困難的部分，這方面的研究大多還處在開發(fā)之中。

在虛擬環(huán)境中的運動主要表現(xiàn)的是力度和方向。這首先要求能捕獲你的全身運動狀態(tài)，并返回相應的力度和方位，比如你在虛擬現(xiàn)實中打回一個球，這與一般的屏幕電子游戲不同，不僅要有球來去方向的運動感，還要有一種回擊球的力度感。所以在虛擬現(xiàn)實中，你的頭、肩、臂、腰、肢各處都會安裝各種傳感器，用于捕捉全身運動信息，并交由計算機處理，然后及時返回各種感官信號，包括身、肢上由互動設備產(chǎn)生的力度和方向，這才能使你得到一種運動互動的真實性。

虛擬現(xiàn)實是一個很廣泛的概念，現(xiàn)在大家碰到的主要是指目前階段能達到的虛擬現(xiàn)實技術。虛擬現(xiàn)實技術需要在大量不同層次上的元素、信息、器件的交互處理，雖然某些具體技術不難做到，但多種感覺的交互需要多種技術手段和計算機的綜合處理，這種復雜性對現(xiàn)在的各種技術能力都是很大的挑戰(zhàn)。這要求深入到對人的感觀覺、感知的過程中，對其性質作更多的了解，不僅是技術上的，也是不同的學科在理論和實踐上的交叉。

虛擬現(xiàn)實與人工智能有很多共同點。其基本的不同在于，人工智能主要在于信息處理的智能化，虛擬現(xiàn)實則重在信息的獲得、轉換和重現(xiàn)；人工智能是模仿人的智能面對現(xiàn)實，虛擬現(xiàn)實則是模仿現(xiàn)實去面對人。簡單地說，一個是假人亂真物，另一個則是假物亂真人。

推廣開來看，虛擬現(xiàn)實技術遠不止消閑、娛樂、游藝上的應用，其在教學、訓練、工程設計等行業(yè)和各種仿真研究中具有很高的應用價值。比如，軍事訓練，外科手術練習，飛機、航天、車、船駕駛訓練，博物館和圖書館中的歷史、地理、宏觀、微觀、仿真場景，等等。虛擬現(xiàn)實技術與人工智能相結合，正在涌現(xiàn)出很多具有開發(fā)性的應用，比如虛擬現(xiàn)實藝術、增強現(xiàn)實等。在此方向有的還只是開端，但來勢不可估量，這一方面會對人的基本觀念產(chǎn)生影響，另一方面技術的不斷發(fā)展，也不斷地會提出新的問題，甚至是對人的創(chuàng)造能力和適應能力的挑戰(zhàn)。

人的現(xiàn)實性是一個意義深遠的課題，往往貌似簡單，卻意味無窮。比如有一種游戲叫“平行實境游戲”（Altemate Reality Gaming，ARG），就是以現(xiàn)實世界為場景作游戲，人同時處在真實的環(huán)境和虛擬的游戲中，所以叫做“平行”游戲，兒童喜愛的游戲“躲貓貓”就是這樣，電影《甲方乙方》、《私人訂制》也算是。

更進一步就是在現(xiàn)實中引入虛擬現(xiàn)實，這就是所謂的“增強現(xiàn)實”。比如在辦公室里出現(xiàn)虛擬但可以互動的現(xiàn)場會議，我們在科幻電影中見到很多了。最近，一款AR手機游戲“Pokemon Go”（中文名“精靈寶可夢GO”或“口袋妖怪GO”）正在引發(fā)全球游戲熱潮?！熬`寶可夢GO”是基于手機衛(wèi)星定位（GPS）的增強現(xiàn)實游戲，通過手機在真實地理位置上出現(xiàn)虛擬的“精靈”（寵物、怪獸）和道具，玩家以訓練師和主人角色在現(xiàn)實與虛擬相結合的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、捕捉、寵養(yǎng)各種不同的精靈，玩家角色的升級和相互進行交換、斗爭等社交活動等，具有很強的參與性與刺激性。人既在現(xiàn)實中，也在游戲中，現(xiàn)在還可以在現(xiàn)實與虛擬的混合中。

雖然“虛擬”與“現(xiàn)實”是對立的，但又會在觀念上和事實上發(fā)生混淆。英文“虛擬”（virtual）一詞就有一層“實際上有效”的意思，因此“虛擬現(xiàn)實”這個詞雖然說形式上是虛的，但對人的感覺產(chǎn)生的實際效果卻是亂真的。

俗語說，人生如戲，就是說現(xiàn)實與虛擬無分真假，這是常人的智慧。西方哲人的探討止于感覺，中國哲人莊子則講過人蝶相夢的超越交互，在這些并非無意義的浮思聯(lián)想上，“虛擬現(xiàn)實”這個概念帶來的實際價值和啟發(fā)比我們能想到的要多得多。（作者為法國亞眠大學計算機系副教授）