詹姆斯·卡梅隆執(zhí)導(dǎo)的好萊塢科幻巨片《阿凡達(dá)》，讓全世界影迷見識(shí)了3D立體電影的神奇魅力。片中主人公利用高科技手段將自己的意識(shí)注入一個(gè)新軀體內(nèi)，進(jìn)入一個(gè)嶄新世界的奇妙構(gòu)思更是令人拍案稱奇。

      這原本只出現(xiàn)在科幻大片中的場(chǎng)景，或許很快就會(huì)成為我們生活中的一部分。這一切都源于一個(gè)既“幼稚”又瘋狂的想法—讓你真的成為那個(gè)虛擬世界中的一部分。

娛樂與軍事：虛擬現(xiàn)實(shí)的最早助推器

      從某種意義上說，虛擬現(xiàn)實(shí)注定是人類科技史上最復(fù)雜、最“燒錢”的技術(shù)之一，因?yàn)槠渥畲蟮睦щy在于要成功地欺騙自然歷史上最杰出的進(jìn)化杰作—人類大腦。事實(shí)上，以當(dāng)今的人類科技水平，要像電影 《黑客帝國(guó)》中表現(xiàn)的那樣，把個(gè)人徹底融入虛擬世界，還僅僅是一種幻想。但要給人一種進(jìn)入虛擬世界的臨場(chǎng)感，卻未必做不到。

      1962年，美國(guó)電影人莫特·海希利研制了一套號(hào)稱“未來影院”的設(shè)備。這套裝置由一塊3D顯示器、一部擺動(dòng)座椅和一套氣味模擬器組成。據(jù)說，觀眾只要坐在擺動(dòng)座椅上就能享受全感官的觀影體驗(yàn)。但受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，實(shí)際效果很不理想，而且這與真正意義上的虛擬現(xiàn)實(shí)還相去甚遠(yuǎn)。

      由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性以及巨額的開發(fā)成本，在20世紀(jì)六七十年代，真正對(duì)其有迫切需要并愿意支付巨額研發(fā)費(fèi)用的只有軍方。在當(dāng)時(shí)，美國(guó)政府和軍方資助了多個(gè)有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)的研究項(xiàng)目，主要的目標(biāo)是開發(fā)一種仿真的模擬駕駛系統(tǒng)，以降低軍方的訓(xùn)練成本。這其中，最具代表性的就是美國(guó)航空航天局的“艾姆斯”項(xiàng)目。該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)一種實(shí)用性的飛機(jī)座艙模擬器，使新飛行員在地面訓(xùn)練中也能體會(huì)到近似真實(shí)飛行場(chǎng)景中的狀況。該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了快速角度轉(zhuǎn)化、人機(jī)互動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)的突破，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

      不過，對(duì)于普羅大眾來說，龐大而昂貴的飛行模擬器顯然不適合放在自家的客廳里。一個(gè)更現(xiàn)實(shí)的選擇就是虛擬頭盔，也就是把虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備集成到一頂“超級(jí)帽子”里。這個(gè)構(gòu)想最初是由美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家艾凡·薩瑟蘭提出的，當(dāng)時(shí)他將其稱為“終極顯示器”。這個(gè)裝置是第一種能夠追蹤佩戴者頭部動(dòng)作的虛擬頭盔產(chǎn)品。但問題是它實(shí)在太重了，以至于佩戴時(shí)不得不用鋼索將其懸吊在天花板上。即便如此，薩瑟蘭的發(fā)明仍舊向世人證明了虛擬頭盔的技術(shù)可行性。

      虛擬男孩：任天堂的滑鐵盧

      上世紀(jì)90年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究中心從美國(guó)轉(zhuǎn)移到了太平洋的另一端—日本。由于日本企業(yè)在消費(fèi)電子領(lǐng)域建立的長(zhǎng)期技術(shù)儲(chǔ)備和日本政府的大力支持，日本從20世紀(jì)90年代開始致力于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)體化和商品化的探索。為此，很多日本企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)不惜重金從美國(guó)延攬了大量有開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的資深工程師。

      正是在這樣的背景下，當(dāng)時(shí)如日中天的游戲機(jī)霸主—任天堂公司決定把虛擬頭盔作為自己的下一代游戲主機(jī)虛擬小子（VR Boy ；VR即Virtual Reality，意為虛擬現(xiàn)實(shí)）的標(biāo)配。于是，任天堂公司的社長(zhǎng)山內(nèi)溥把這個(gè)任務(wù)交給了公司技術(shù)主管橫井俊平。

      經(jīng)過挑選，橫井俊平?jīng)Q定與慶應(yīng)義塾大學(xué)的科研人員合作，進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)部門日以繼夜進(jìn)行研發(fā)的同時(shí)，任天堂的市場(chǎng)部門對(duì)外披露了新一代家用游戲機(jī)VR Boy的基本性能參數(shù)，明確提出其將采用32位CPU和頭盔式液晶顯示器（虛擬頭盔）等一系列先進(jìn)技術(shù)。

      然而，隨著項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，以虛擬現(xiàn)實(shí)為主要賣點(diǎn)的VR Boy，卻遭遇了嚴(yán)重的技術(shù)瓶頸。由于采用了尚未經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，頭盔式液晶顯示器在振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重圖像偏移，而這種偏移會(huì)令游戲玩家產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩暈感。而任天堂的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也抓住這一點(diǎn)，通過各種軟性宣傳手段，質(zhì)疑頭盔式液晶顯示器會(huì)影響青少年的視力，從而增加了市場(chǎng)對(duì)這種新技術(shù)的懷疑情緒。更為重要的是，由于頭盔式液晶顯示器的技術(shù)不成熟，良品率極低，急劇推高了VR Boy的單機(jī)售價(jià)。最終，作為研發(fā)主管的橫井俊平不得不放棄了頭盔式液晶顯示器的設(shè)計(jì)，讓VR Boy重新回歸于一款平庸的家用游戲機(jī)。

       由于硬件規(guī)格的一再修改，原本與任天堂合作緊密的眾多第三方游戲軟件開發(fā)商，來不及開發(fā)制作相應(yīng)的游戲軟件與之配合。結(jié)果，VR Boy幾乎是以“裸奔”的姿態(tài)被推向市場(chǎng)。結(jié)果可想而知，新主機(jī)銷售遇冷，公司損失近800億日元。作為VR Boy計(jì)劃的總負(fù)責(zé)人，橫井俊平更是成為眾矢之的。

       為了表示對(duì)頭盔式液晶顯示器研制失敗及VR Boy項(xiàng)目泡湯負(fù)責(zé)，任天堂的技術(shù)主管橫井俊平主動(dòng)請(qǐng)辭，飲恨離開了辛勤奮斗多年的公司。1997年，他遭遇車禍，不治身亡。一代電玩巨星就此隕落，令人扼腕不已。而輝煌一時(shí)的任天堂王朝也就此走向衰落。

只因熱愛：催生奇跡的90后小子

       從原理上看，虛擬頭盔并沒有什么特別玄妙之處。之所以會(huì)如此難以商品化，從根本上講是因?yàn)樗仨毮茏龅皆谖覀兊难燮さ紫隆捌垓_”我們的大腦。

      事實(shí)上，人之所以能看到顯示器上的畫面呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)效果，是因?yàn)橐曈X殘留效應(yīng)的作用。而虛擬頭盔的核心部件就是罩在用戶眼前的微型顯示器，但這種顯示器必須擁有比普通顯示器快得多的刷新率，否則哪怕是千分之一秒的延遲都能被人的視覺系統(tǒng)捕捉，從而與大腦的前庭系統(tǒng)產(chǎn)生沖突，令人感到強(qiáng)烈的眩暈?？梢哉f，直到2010年前，沒有哪個(gè)技術(shù)人員或企業(yè)真正能徹底解決虛擬頭盔的眩暈問題。這個(gè)光榮的使命最終卻落在了一個(gè)名不見經(jīng)傳的美國(guó)男孩兒帕爾默·勒奇身上。

      勒奇是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的90后美國(guó)大男孩兒。他自幼生長(zhǎng)在南加州，喜歡擺弄各種電器，尤其酷愛改裝游戲機(jī)。到十幾歲時(shí)，他就已經(jīng)能靠給人家修理蘋果手機(jī)賺外快了。而這些賺來的錢，無(wú)一例外都被他花在購(gòu)買各種“虛擬頭盔”（頭戴式顯示器）設(shè)備上，幾乎把市面上所有的相關(guān)產(chǎn)品都搜羅了個(gè)遍。勒奇之所以對(duì)虛擬頭盔如此熱衷，完全是出于兒時(shí)那個(gè)能親身走進(jìn)游戲世界的夢(mèng)想。但所有這些在市面上出售的虛擬頭盔都讓他失望透頂。于是，勒奇便有了一個(gè)大膽的想法—他要自己造一個(gè)真正完美的虛擬頭盔。

      為此，勒奇通過政府拍賣以及私人轉(zhuǎn)賣等渠道，用了很少的起步資金就搞到不少低價(jià)的專業(yè)設(shè)備，并開始在自家車庫(kù)里搞起了“小發(fā)明”。只是，跟那些車庫(kù)創(chuàng)業(yè)的前輩們相比，勒奇更喜歡通過網(wǎng)絡(luò)與小伙伴們分享自己的最新研發(fā)進(jìn)展。

      2010年11月，勒奇在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖，展示了他制作出的第一臺(tái)樣機(jī)。不過，與其說他制作出了一頂虛擬頭盔，不如說是造出了一個(gè)電子怪獸。由于機(jī)身過于笨重，要把它戴在頭上的話，必須同時(shí)在背上撐一個(gè)支架。而且，它只能顯示2D圖像，視角也僅有90°。在此后兩年時(shí)間里，勒奇竭盡所能改進(jìn)其設(shè)計(jì)。到2012年6月時(shí)，勒奇在論壇上展示了他的PR6樣機(jī)，并將其正式命名為“裂谷”，其寓意為這項(xiàng)發(fā)明將填平現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界之間的裂谷。

      慧眼識(shí)才：伯樂與千里馬故事還在上演

      故事講到這里，還僅僅是一個(gè)巧手的大男孩兒制造了一件了不起的玩具而已。但是跟勒奇泡在同一個(gè)論壇里的一位業(yè)界牛人充當(dāng)了他的伯樂。此人便是號(hào)稱美國(guó)電子游戲業(yè)界“技術(shù)教父”的約翰·卡馬克?？R克一直在論壇上關(guān)注著勒奇的研究進(jìn)展。在得知勒奇已經(jīng)做出了“裂谷”后，他便給勒奇發(fā)了一個(gè)私信，希望能得到一臺(tái)樣機(jī)。由于卡馬克在游戲迷心中近乎于“神”一樣的存在，勒奇頓時(shí)有受寵若驚之感。在沒有任何附加條件的情況下，便將手邊僅有的兩臺(tái)樣機(jī)中的一臺(tái)寄給了卡馬克。

      收到樣機(jī)后，卡馬克在其基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，添加了動(dòng)作感應(yīng)器，并通過軟件編程矯正了屏幕下方圖像扭曲失真的問題。這改進(jìn)讓“裂谷”成為了一款具有極高性價(jià)比的實(shí)用型虛擬頭盔產(chǎn)品。后來，卡馬克邀請(qǐng)勒奇帶著改進(jìn)后的“裂谷”參加了在波士頓舉辦的E3大展。結(jié)果，“裂谷”成了那次展會(huì)上的爆炸性新聞，所有使用過“裂谷”的人都贊不絕口，稱其為“繼PC、iPhone、3D電影之后，又一個(gè)足以改變世界面貌的IT技術(shù)革命。”

      2014年3月27日，美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)巨頭、臉譜公司總裁馬克·扎克伯格宣布斥資20億美元，收購(gòu)勒奇及其合伙人共同創(chuàng)建的奧庫(kù)盧斯公司。這不僅讓公司創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)成員迅速躋身億萬(wàn)富豪的行列，同時(shí)也給奧庫(kù)盧斯的產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)提供了雄厚的資金保證。作為全球最大社交媒體的掌門人，扎克伯格之所以會(huì)在奧庫(kù)盧斯這家創(chuàng)業(yè)公司上砸下重金，是因?yàn)樗J(rèn)為“虛擬頭盔”不僅僅是一件游戲道具，而代表了未來IT業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)—如今人們用社交媒體分享文字和信息，未來他們將借助虛擬頭盔分享一種鮮活的臨場(chǎng)感。對(duì)于勒奇和奧庫(kù)盧斯來說，有了扎克伯格這個(gè)大金主，讓他們徹底擺脫了資金困擾，可以把全部精力投入到對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)上，而不必為回籠資金而匆匆推出尚不完善的產(chǎn)品。

      不過，相比于產(chǎn)品研發(fā)，能否獲得商業(yè)成功的關(guān)鍵還在于是否會(huì)出現(xiàn)能充分發(fā)揮其效能的應(yīng)用程序軟件。否則類似任天堂VR Boy的“裸奔”戲碼又會(huì)在“裂谷”上重演。

      事實(shí)上，如果新一代虛擬頭盔得到進(jìn)一步的完善，并與云計(jì)算、高速互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線寬帶等技術(shù)相結(jié)合，無(wú)疑將引發(fā)新一輪的IT技術(shù)革命。

當(dāng)虛擬與現(xiàn)實(shí)失去邊界

      就如同人們正在熱議的“互聯(lián)網(wǎng)+”一樣，在即將到來的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)代，“VR+”也將顛覆我們所有人的生活方式，一個(gè)原本只存在于科幻電影中的神奇時(shí)代即將到來。

      VR醫(yī)療

      虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最先可能引發(fā)革命性變化的，極有可能是在醫(yī)療領(lǐng)域。對(duì)于醫(yī)學(xué)院中的學(xué)生們來說，借助于跟蹤球、虛擬頭盔、感覺手套，他們可以在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，直接接觸人體各個(gè)器官構(gòu)造，直觀地了解人體內(nèi)部的運(yùn)行機(jī)制，這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。

      在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，學(xué)生們可以進(jìn)行“虛體”解剖和各種手術(shù)練習(xí)。用這項(xiàng)技術(shù)，由于不受標(biāo)本、場(chǎng)地等的限制，培訓(xùn)費(fèi)用大大降低。一些用于醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、實(shí)習(xí)和研究的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，仿真程度非常高，其優(yōu)越性和效果是不可估量和不可比擬的。例如，導(dǎo)管插入動(dòng)脈的模擬器，可以使學(xué)生反復(fù)實(shí)踐導(dǎo)管插入動(dòng)脈時(shí)的操作；眼睛手術(shù)模擬器，根據(jù)人眼的前眼結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出三維立體圖像，并帶有實(shí)時(shí)的觸覺反饋，學(xué)生利用它可以觀察模擬移去晶狀體的全過程，并觀察到眼睛前部結(jié)構(gòu)的血管、虹膜和鞏膜組織及角膜的透明度等。還有麻醉虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、口腔手術(shù)模擬器等。

      VR軍事

      虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展一直有賴于軍事領(lǐng)域的旺盛的需求，這是不爭(zhēng)的事實(shí)。事實(shí)上，當(dāng)今世界各國(guó)，尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)防安全部門早已大量裝備數(shù)字化、信息化軍事訓(xùn)練裝備。不過，受到技術(shù)水平的限制，這些設(shè)備大都還只能停留在仿真的階段。

      隨著VR技術(shù)的成熟，軍事訓(xùn)練用設(shè)備將必然從仿真走向逼真。模擬訓(xùn)練可以為軍隊(duì)提供從南北兩極的冰天雪地到烈日炎炎的戈壁沙漠，從一望無(wú)際的大草原到擁擠狹窄的城市街道，從深邃海底到浩瀚太空在內(nèi)的各種作戰(zhàn)場(chǎng)景，讓每一個(gè)士兵都能在走上戰(zhàn)場(chǎng)前就成為無(wú)所不能的超級(jí)戰(zhàn)士。

      甚至，當(dāng)VR技術(shù)與無(wú)線通訊和機(jī)器人技術(shù)相融合后，在千里之外遙控機(jī)器人替身進(jìn)行軍事行動(dòng)的無(wú)人戰(zhàn)爭(zhēng)也有可能成為現(xiàn)實(shí)，從而出現(xiàn)單方面意義上的“零傷亡戰(zhàn)爭(zhēng)”，但由此也會(huì)引發(fā)一系列倫理乃至思想危機(jī)。

      VR文創(chuàng)

      相比之下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人類社會(huì)帶來的最深遠(yuǎn)影響，或許就是重塑人類對(duì)于文化創(chuàng)意與藝術(shù)的理解。

      首先受到?jīng)_擊的很可能就是如今最為火爆的3D電影，因?yàn)闊o(wú)論3D電影技術(shù)如何進(jìn)化都無(wú)法達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)所能提供的臨場(chǎng)感。就如同當(dāng)年電視機(jī)“埋葬”了傳統(tǒng)電影一樣，虛擬頭盔中的全息電影將重新讓電影院變得門可羅雀。

      而電子游戲產(chǎn)業(yè)則在即將到來的虛擬頭盔革命中，面臨一場(chǎng)艱難而痛苦的轉(zhuǎn)型。此前，所有基于顯示屏和手柄的游戲開發(fā)規(guī)則將被徹底顛覆，業(yè)界必須重新尋找成功路徑。很多傳統(tǒng)游戲巨頭很可能在這場(chǎng)即將到來的變革中黯然謝幕，而另一些如今還在孕育階段的新企業(yè)將躍入公眾的視野，書寫新的傳奇。

      更為刺激的將是虛擬旅游，人們今后將不必千里迢迢，受舟車勞頓之苦，只要戴上虛擬頭盔，便能坐地日行八萬(wàn)里，飽覽天下風(fēng)光。甚至一些已經(jīng)消失的景觀，像大唐長(zhǎng)安、龐貝古城，甚至侏羅紀(jì)公園都能一一呈現(xiàn)在人們面前。如果再算上3D打印和網(wǎng)購(gòu)，人們甚至?xí)耆コ鲩T旅行的動(dòng)力。黃金周到景點(diǎn)看人頭的囧事也許會(huì)就此絕跡。

      想象一下，當(dāng)各種可穿戴的虛擬設(shè)備變得體積更小、更輕便、更便宜之后，甚至最終進(jìn)化成一副看似普通的眼鏡后，在人們的眼前，現(xiàn)實(shí)與虛擬的界限將變得越來越模糊，城市中的街道里巷也將變成巨大的游戲場(chǎng)，每一個(gè)人都會(huì)成為其中的一個(gè)游戲角色。當(dāng)你漫步其中的時(shí)候，甚至分不清迎面走來的到底是一個(gè)活人還是一個(gè)程序控制的機(jī)器人時(shí)，人們的生存方式、甚至對(duì)于“人”的定義都將會(huì)發(fā)生深刻的變化。

      對(duì)于這一切即將發(fā)生的巨變，我們真的準(zhǔn)備好了嗎？