VR來(lái)了

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)入門(mén)

目錄

第一篇是幻象還是真實(shí)？

第1章認(rèn)識(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）：虛擬全新的現(xiàn)實(shí)世界

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)（AR）：在現(xiàn)實(shí)空間上添加一點(diǎn)不真實(shí)

MR、AR與VR

VR技術(shù)的內(nèi)容開(kāi)發(fā)

第2章從科幻到科技

萌芽期（1963年之前）

概念產(chǎn)生期（1963—1990年）

初步商業(yè)化（1990-2011年）：前浪死在沙灘上

第二篇當(dāng)幻象和真實(shí)重合

第3章虛擬現(xiàn)實(shí)的第三次發(fā)展高潮（2012—2016年）

點(diǎn)燃市場(chǎng)的Oculus

為什么會(huì)有延遲，如何減少延遲時(shí)間？

從“收件箱”到“戴到頭上”

索尼的“夢(mèng)境之神”項(xiàng)目

HTC又回來(lái)了

與眾不同的GoogleCardboard

微軟用“黑科技”探索未來(lái)

三星，定位在“夾縫”中的VR

第4章商業(yè)化的虛擬現(xiàn)實(shí)

VR是未來(lái)

虛擬現(xiàn)實(shí)的商業(yè)展望

第三篇通過(guò)VR,我們看見(jiàn)商業(yè)的未來(lái)

第5章虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)+社交

虛擬現(xiàn)實(shí)+購(gòu)物

虛擬現(xiàn)實(shí)+影視

虛擬現(xiàn)實(shí)+教育

虛擬現(xiàn)實(shí)+醫(yī)療

虛擬現(xiàn)實(shí)+旅游

虛擬現(xiàn)實(shí)+游戲

虛擬現(xiàn)實(shí)+汽車(chē)

虛擬現(xiàn)實(shí)+房地產(chǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)+主題公園

虛擬現(xiàn)實(shí)+人工智能

虛擬現(xiàn)實(shí)+太空探索

虛擬現(xiàn)實(shí)+養(yǎng)殖業(yè)

第一篇是幻象還是真實(shí)?

什么是現(xiàn)實(shí)？現(xiàn)實(shí)就是夢(mèng)境，是假象：我是你眼中的幻象，你也只是我眼

中的幻象。

--斯坦利?溫鮑姆《皮格馬利翁的眼鏡》(Pygmalion'sSpectaclesby

StanleyG.Weinbaum,1935)

什么叫“真”？你怎樣給“真”下定義？如果你說(shuō)“真”是你能感覺(jué)到的

東西，你能聞到的氣味，你能?chē)L到的味道，那么這個(gè)“真”就是激發(fā)你大腦

產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的電子信號(hào)。

——《黑客帝國(guó)》(TheMatrix,1999)

我們一直沒(méi)有進(jìn)入過(guò)大腦的新區(qū)域，此刻我將喚醒人類(lèi)最古老的記憶。通

過(guò)這項(xiàng)技術(shù)恢復(fù)幾個(gè)世紀(jì)以前咒法家和煉丹家所掌握的那些知識(shí)和技能。人

類(lèi)丟失那些知識(shí)，現(xiàn)在我正恢復(fù)它們，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)。

----《天才除草人》(TheLawnmowerMan,1992)

距離制造達(dá)摩克利斯之劍的時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了半個(gè)世紀(jì)，這半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，

人類(lèi)對(duì)“虛擬”的探索從未止步，無(wú)數(shù)哲學(xué)家都將“虛擬”和“現(xiàn)實(shí)”上升

到生命形態(tài)學(xué)的高度來(lái)思考?？萍脊ぷ髡邆儏s沒(méi)有將這兩個(gè)概念分離，而走

上了另一條道路一一統(tǒng)一化。于是一個(gè)新的課題由此產(chǎn)生，并隨著人類(lèi)科技

持續(xù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)走向了兩條截然不同的道路一一虛擬現(xiàn)實(shí)和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)。

這兩者雖然在拼寫(xiě)上比較相似，但無(wú)論從技術(shù)還是場(chǎng)景上都有著很大的差

別。

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)：虛擬全新的現(xiàn)實(shí)世界

幾年前，當(dāng)有人提及“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)的時(shí)候，大部分人還是會(huì)自然而然

地聯(lián)想到好萊塢的科幻電影。但隨著科技新聞逐漸占據(jù)媒體的醒目位置，以

Oculus為代表的頭戴式設(shè)備吸引了全世界的目光，虛擬現(xiàn)實(shí)似乎和頭戴式顯

示器HMD(head-mounteddisplay)畫(huà)上了等號(hào)。從傳播學(xué)的角度而言,這

是很好的事情，因?yàn)閷⑹挛锉硐蠡?，更有利于傳播?/p>

廣泛意義上來(lái)說(shuō)，這是對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)的通俗解釋?zhuān)禾摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括模擬

環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等各方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)該具有一切人所

具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺(jué)感知外，還有聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力

覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等，甚至還包括嗅覺(jué)和味覺(jué)之類(lèi)，也稱為多感知。自然技能是指由

計(jì)算機(jī)來(lái)處理與參與者的動(dòng)作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，比如人的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、眼睛移動(dòng)、

手勢(shì)或其他人體行為這樣的動(dòng)作。計(jì)算機(jī)對(duì)用戶的輸入做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，并分

別反饋到用戶的五官?，F(xiàn)在被廣泛用來(lái)推廣和宣傳的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，其實(shí)是

相對(duì)初步的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)樗鼈儍H完成了視覺(jué)上的模擬。

但其他虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)其實(shí)己經(jīng)悄然出現(xiàn)在人類(lèi)生活中許多許多年了。早在

20世紀(jì)，聽(tīng)覺(jué)上的模擬就已經(jīng)出現(xiàn)了。

如果是關(guān)注科技領(lǐng)域新聞的人，一定聽(tīng)過(guò)聲音保真記錄公司(AFR,Audio

FidelityRecords),這家公司曾在1957年第一次將立體化聲音引入商業(yè)

領(lǐng)域。

圖1.1人類(lèi)最初使用“立體聲”的工具是錄音機(jī)

1957年對(duì)立體聲來(lái)說(shuō)意義重大，跟此前的單聲道音響不同，立體聲的做法

是使用兩個(gè)或以上的音頻，導(dǎo)致聲音的方向律和音場(chǎng)發(fā)生變化，改變聲音記

錄的方式。由于立體聲包括了多個(gè)音頻，跟單聲道優(yōu)劣明顯，一時(shí)間，它成

為人們?cè)嚶?tīng)和錄音的主流，直到現(xiàn)在。

如果追溯人類(lèi)對(duì)視覺(jué)模擬的歷史，那真是一篇需要窮盡終生才能書(shū)寫(xiě)完的

巨著。因?yàn)檫@一歷史的起源，可以追溯到公元前400年左右的古希臘。當(dāng)時(shí)

古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得(Euclid)推導(dǎo)出了幾何學(xué)，在其著名的《幾何原本》

gm蜉也)一書(shū)中，他寫(xiě)道：“人類(lèi)之所以能洞察立體空間，主要是因?yàn)樽?/p>

右眼所看到的景物不同而產(chǎn)生?！币簿褪钦f(shuō)，人們知覺(jué)物體的距離與深度，

主要依賴于兩眼提供的線索。后來(lái)這種現(xiàn)象被叫作雙眼視差(binocular

parallax)o雙眼視差對(duì)知覺(jué)深度和距離有重要的意義。當(dāng)物體的視像落在

兩眼網(wǎng)膜的對(duì)應(yīng)部位時(shí)，人們看到單一的物體；當(dāng)視像落在網(wǎng)膜非對(duì)應(yīng)部位

而差別不大時(shí)，人們將看到深度與距離；兩眼視差進(jìn)一步加大，人們將看到

雙像。雙眼深度線索隨距離的增加而變化，當(dāng)超過(guò)一定距離時(shí)，雙眼視軸平

行，雙眼視差為零，對(duì)判斷距離便不起作用了。

實(shí)際上除了古希臘之外，古印度、古阿拉伯和古中國(guó)，都有對(duì)于視差的相

關(guān)研究和探討，但并沒(méi)有深入地研究這個(gè)問(wèn)題。直到1838年，英國(guó)著名的

物理學(xué)家查爾斯?惠斯通(CharlesWheatstone)利用雙眼視差原理才發(fā)明

出可以讓觀看者看出立體畫(huà)面的設(shè)備(見(jiàn)圖1.2)。

圖1.2查爾斯-惠斯通發(fā)明的立體畫(huà)面顯示設(shè)備

我們使用的3D（三維，threedimensional）立體視覺(jué)模擬技術(shù)也是利用

雙眼視差原理，無(wú)論是電影院里的3D電影，還是自己家中的3D電視，甚至

現(xiàn)在的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔或者VR眼鏡，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)和顯示成像技術(shù)對(duì)左右

眼分別提供一組視角不同的畫(huà)面、一個(gè)雙眼視差的環(huán)境，從而讓人感知立體

畫(huà)面。

早在20世紀(jì)40年代，美國(guó)、英國(guó)和蘇聯(lián)的科學(xué)家都對(duì)銀幕上的立體電影

進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的研究。但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的世界政治背景，這些研究多用于軍事和飛

行員的訓(xùn)練，而無(wú)法普及?，F(xiàn)在的技術(shù)原型是由20世紀(jì)50年代好萊塢制作

的一系列立體電影所奠定的。

現(xiàn)在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用得較為廣泛的3D立體顯示技術(shù)，主要依靠投影技術(shù)

和顯示器技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而投影系統(tǒng)和顯示器又分為主動(dòng)立體和被動(dòng)立體兩種

立體模式。如何理解主動(dòng)立體和被動(dòng)立體，主要看顯示設(shè)備是主動(dòng)分成兩組

畫(huà)面還是被動(dòng)分成兩組畫(huà)面。

所謂的主動(dòng)立體是由顯示設(shè)備切分成兩組畫(huà)面，因此造成的立體感效果優(yōu)

異，觀看者的頭部前后左右移動(dòng)可以看到相對(duì)應(yīng)的圖像，沉浸感體驗(yàn)極佳。

然而，缺點(diǎn)是由于生成畫(huà)面到達(dá)觀看者視網(wǎng)膜有視差的時(shí)間，會(huì)給人眩暈感。

至于被動(dòng)立體，常見(jiàn)于3D電視或出影，原理是顯示器通過(guò)偏振光片⑶將畫(huà)

面拆分，用戶再通過(guò)佩戴偏振光片眼鏡達(dá)到立體的效果。

被動(dòng)立體投影系統(tǒng)一般需要兩臺(tái)投影機(jī)上下疊加，并且在每臺(tái)投影機(jī)前加

一個(gè)偏振光片。兩個(gè)線偏振光片以90°的角度差分別放置在兩臺(tái)投影機(jī)前，

3D眼鏡也叫90°的角度差分別安裝，這樣就能保證兩只眼睛可以分別看到

兩組不同的畫(huà)面了。

概念和定義是幫助人們對(duì)某項(xiàng)事物進(jìn)行認(rèn)知和學(xué)習(xí)的，對(duì)于發(fā)展和創(chuàng)新則

不能拘泥于此。當(dāng)下如火如荼的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔或者VR眼鏡就不能簡(jiǎn)單地劃

分成主動(dòng)立體和被動(dòng)立體了。對(duì)于這一類(lèi)設(shè)備，我們有一個(gè)較為專(zhuān)業(yè)的統(tǒng)稱

——頭戴式顯示器c

現(xiàn)在VR主要的定義，可體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：

1.全視角的虛擬畫(huà)面。就像你拍攝的360°全景照片一樣，只不過(guò)

VR是“制造”一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的360°可見(jiàn)的世界，作為進(jìn)入虛擬世界的基礎(chǔ)。

2.虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的同步。首先了解使用者頭部或者眼部的旋

轉(zhuǎn)動(dòng)作，甚至偵測(cè)行走距離，然后快速、準(zhǔn)確地反映到虛擬世界中去。比如

抬頭或低頭所引起的視角變化，虛擬世界中畫(huà)面也會(huì)轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，這個(gè)是

最重要的。人們常說(shuō)戴上VR頭盔、眼鏡的時(shí)候有眩暈感，這個(gè)眩暈感就來(lái)

自于不同步(后文中我們將花更長(zhǎng)的篇幅討論引發(fā)這一情況的原因)c

3.控制系統(tǒng)。根據(jù)人體工學(xué)，培養(yǎng)全新的使用者習(xí)慣，讓使用者通過(guò)

控制器完成對(duì)虛擬畫(huà)面的控制。不過(guò)因?yàn)楝F(xiàn)在各VR制造商的產(chǎn)品規(guī)格和技

術(shù)不統(tǒng)一，所以控制系統(tǒng)暫時(shí)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)目前的廠商都是

通過(guò)一個(gè)外界的操作設(shè)備來(lái)完成的。

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)(AR)：在現(xiàn)實(shí)空間上添加一點(diǎn)不真實(shí)

相較虛擬現(xiàn)實(shí)(VR),現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)(AR)是相對(duì)容易被誤解的，因?yàn)樗皇?/p>

單純被創(chuàng)造出來(lái)的。所謂現(xiàn)實(shí)，就是我們?nèi)庋劭吹玫降?、耳朵?tīng)得見(jiàn)的、皮

膚感知得到的、身處的這個(gè)世界。廣義地說(shuō)，在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上利用技術(shù)對(duì)這

個(gè)現(xiàn)實(shí)增添一層相關(guān)的、額外的內(nèi)容，就可以被稱為現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)。舉個(gè)例子，

在電影《鋼鐵俠》(IronMan)中，無(wú)論是從鋼鐵俠的盔甲中看到的復(fù)雜計(jì)

算數(shù)據(jù)，還是強(qiáng)大計(jì)算機(jī)所呈現(xiàn)的全息立體圖形圖像，其核心技術(shù)都是現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)技術(shù)。

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)目前的重點(diǎn)和難點(diǎn)也就在于和現(xiàn)實(shí)空間疊加顯示的新內(nèi)容維度。

引用Oculus首席科學(xué)家邁克爾?亞伯拉什(MichaelAbrash)的話,“VR

是假的，一切都是假的，但是盡量讓你的感受是真實(shí)的；AR不完全是假的，

或者說(shuō)AR是半真半假的，是結(jié)合真實(shí)存在的場(chǎng)景并加入了某些虛擬物體，

同時(shí)提供動(dòng)態(tài)顯示效果的技術(shù)，是在真實(shí)物體上加上一些不真實(shí)?！雹?/p>

基于現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)可以把我們的常用需求通過(guò)實(shí)景和虛景的結(jié)合在用戶面

前呈現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)查詢搜索信息、位置等功能?，F(xiàn)實(shí)增強(qiáng)所呈現(xiàn)的場(chǎng)景和畫(huà)

面更貼近真實(shí)，用戶也可以利用該技術(shù)在真實(shí)和虛擬的場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)更多的交

互(見(jiàn)圖1.3)。

圖L3現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)的顯不界面

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的名稱中都有“現(xiàn)實(shí)"(reality)這個(gè)詞，但是

二者實(shí)現(xiàn)起來(lái)的技術(shù)核心卻有很大的不同，AR需要將“信息”與場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)

合，而VR的核心則是運(yùn)算技術(shù)。我們身處的現(xiàn)實(shí)世界十分復(fù)雜，即使僅僅

從視覺(jué)上看，也并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的三維空間。在一個(gè)三維的空間里，人們可

以控制視角的前后上下左右移動(dòng)，但是在現(xiàn)實(shí)世界中，人們?cè)跀[動(dòng)頭部的同

時(shí)也會(huì)進(jìn)行眼球的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果再加上腳步，就是一個(gè)十分復(fù)雜的運(yùn)算過(guò)程了。

其實(shí)VR和AR并不難區(qū)分，只要想想它們的使用場(chǎng)景和實(shí)現(xiàn)技術(shù)基本上就

清楚了。

在維基百科上有這么一段定義：“1994年保羅?米爾格拉姆(Paul

Milgram)和岸野文郎提出了現(xiàn)實(shí)一虛擬連續(xù)統(tǒng)(Milgram'sreality-

virtualitycontinuum)o他們將真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境分別作為連續(xù)統(tǒng)的兩

端，位于它們中間的被稱為‘混合現(xiàn)實(shí)(mixedreality)'。其中靠近真

實(shí)環(huán)境的是現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)，靠近虛擬環(huán)境的則是擴(kuò)增虛境(augmented

virtuality)。"

任天堂：天才工程師的遺愿PokemonGo

曾經(jīng)在任內(nèi)賣(mài)出3億5000萬(wàn)臺(tái)掌上型游戲機(jī)NDS與1億5000萬(wàn)臺(tái)體感游

戲機(jī)Wii的巖田聰在2015年7月11日因癌癥過(guò)世。他是游戲設(shè)計(jì)師出身，

后來(lái)成為任天堂第一任非家族成員的社長(zhǎng)，被譽(yù)為游戲界的天才。在他擔(dān)任

任天堂社長(zhǎng)晚期，這家游戲公司正面臨巨額虧損與后繼無(wú)力的窘境，但恰是

在巖田聰與病魔搏斗的那一年，任天堂開(kāi)始了跨足AR領(lǐng)域的計(jì)劃：Fokemon

Go!

若巖田聰?shù)叵掠兄?，?yīng)該會(huì)對(duì)這款結(jié)合超級(jí)大IP口袋妖怪、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)、

GPS地圖定位技術(shù)的手機(jī)游戲所達(dá)到的成就欣慰不已cPokemonGo才卜市一

天，就已經(jīng)在全世界掀起狂潮，單日下載量超過(guò)臉書(shū)達(dá)到2100萬(wàn)次，首波

開(kāi)放的澳大利亞、新西蘭、美國(guó)等地，掀起了玩家群到戶外收服皮卡丘、杰

尼龜?shù)木跋?，如同嘉年華盛典，還沒(méi)開(kāi)放的各國(guó)玩家跨區(qū)登錄，讓任天堂原

本設(shè)定試水的伺服器不堪負(fù)荷，不得不進(jìn)行鎖區(qū)控制，當(dāng)然，任天堂的股價(jià)

也應(yīng)聲而漲，不到十天，漲幅高達(dá)六成。

這家已經(jīng)有127年歷史、以紙牌游戲起家的全球游戲巨擘無(wú)疑在VR/AR的

風(fēng)口上迎來(lái)了久違的春天，但PokemonGo專(zhuān)案早在巖田聰還在任社長(zhǎng)時(shí)就

已經(jīng)啟動(dòng)。此一專(zhuān)案來(lái)自三家各擁有不同專(zhuān)長(zhǎng)的公司；結(jié)合地圖定位與現(xiàn)實(shí)

增強(qiáng)技術(shù)的Niantic、羽有IP的口袋妖怪株式會(huì)社、具備全球游戲發(fā)行能力

的任天堂。

Niantic是在2010年由約翰?漢克(JohnHanke)所創(chuàng)立，當(dāng)時(shí)是Google

的內(nèi)部的創(chuàng)業(yè)公司，因此命名為NianticLabs,它推出的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)游戲代表

作《Ingress》在全球創(chuàng)下超過(guò)1200萬(wàn)次下載量，雖然代表作成績(jī)不錯(cuò)，但

當(dāng)Google組織重整時(shí)，Niantic也順勢(shì)脫離Google成為獨(dú)立開(kāi)發(fā)商。

雖說(shuō)幾年前在歐美就開(kāi)始有了線下尋寶、探險(xiǎn)互動(dòng)的游戲，但這類(lèi)游戲因

為地標(biāo)過(guò)于分散等原囚而沒(méi)有做起來(lái)，Ingress作為全球笫一款基于GPS、

AGPS定位的AR互動(dòng)游戲，觀念超前，雖然稱不上爆紅，但也引來(lái)了Google、

任天堂與口袋妖怪株式會(huì)社三家公司的關(guān)注，立刻吸引了合計(jì)3000萬(wàn)美元

的融資。當(dāng)然，在任天堂與口袋妖怪兩家公司投入資金后，它馬上拿出手上

“鎮(zhèn)社之寶”口袋妖怪系列游戲，與原本Niantic的專(zhuān)長(zhǎng)一結(jié)合，變成了現(xiàn)

在紅透半邊天的PokemonGo。

按照目前的態(tài)勢(shì)發(fā)展下去，PokemonGo有可能成為史上最受歡迎的AR游

戲，這樣的成功為AR游戲起到一種全新的示范作用：非常簡(jiǎn)潔的使用者界

面、不需要太復(fù)雜的輔助硬件(只需要一個(gè)PokemonGoPlus藍(lán)牙手環(huán)或胸

針)，并運(yùn)用消費(fèi)者現(xiàn)有的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的運(yùn)用，將現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的功能回到

最基本的功能，好讓智能手機(jī)可以運(yùn)作，橫跨兩代人的超級(jí)大IP的加持，

讓玩家馬上產(chǎn)生使用的沖動(dòng)。

而在游戲本身的講究也是賣(mài)點(diǎn)，例如地面系、火系、水系、格斗系等各種

不同形式的妖怪在游戲中的分布，與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的溫度、濕度、天氣、風(fēng)向完

全相結(jié)合，例如在有水的地方才找得到水系的妖怪，地理環(huán)境的設(shè)定讓游戲

產(chǎn)生了更多互動(dòng)的趣味，從初期引發(fā)“上街收怪”的熱潮來(lái)看，TP內(nèi)容與技

術(shù)實(shí)現(xiàn)的完美結(jié)合功不可沒(méi)。

在2016年被稱為“VR元年”的同時(shí)，AR的發(fā)展其實(shí)是頗受壓抑的，

Google在2012年4月推出了GoogleProjectGlass,是具有現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)功能

的智能眼鏡,但在堅(jiān)持二年后被暫?！鸽m然在Google宣布暫停后的第二天,

微軟緊接著發(fā)布了HoloLens全息眼鏡，但高達(dá)3000美元的售價(jià)，仍被視為

是實(shí)驗(yàn)室中的產(chǎn)品。

雖然如此，市場(chǎng)仍然認(rèn)為AR領(lǐng)域有巨大發(fā)展前景。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司

Digi-Capital的數(shù)據(jù)，到2020年，AR的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1200億美元，遠(yuǎn)

高于VR的300億美元。

我們或許能從PokemonGo的成功得到一些啟發(fā)，或許AR業(yè)界從一開(kāi)始對(duì)

于AR技術(shù)的想象就不現(xiàn)實(shí)，不成熟的全息投射、高運(yùn)算負(fù)載、負(fù)擔(dān)不了的

電池技術(shù)，都成為發(fā)展的瓶頸，進(jìn)而難以想象未來(lái)AR游戲的雛形。而

PokemonGo的推出將這些幻想帶回現(xiàn)實(shí)，業(yè)界發(fā)現(xiàn)原來(lái)借助現(xiàn)有的移動(dòng)技術(shù)、

傳感設(shè)備、定位追蹤系統(tǒng)等等也能實(shí)現(xiàn)較好的AR商業(yè)化效果。這為AR的演

進(jìn)提供了一個(gè)緩沖。

相比完全沉浸式的VR體驗(yàn)，AR技術(shù)在圖形、UI設(shè)計(jì)上要求大為減少，這

有助于降低圖形處理器的運(yùn)算負(fù)荷。從PokemonGo的案例來(lái)看AR對(duì)于現(xiàn)有

技術(shù)設(shè)備(包括操作系統(tǒng)平臺(tái)、移動(dòng)設(shè)備等)的重利用率要遠(yuǎn)高于VR,智能

手機(jī)就是能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)AR效果的硬件平臺(tái)，而實(shí)現(xiàn)VR則需重新設(shè)計(jì)硬件，或

許這是AR早一步實(shí)現(xiàn)普及的關(guān)鍵之一。

任天堂在1995年就推出了VR設(shè)備VirtualBoy,但卻是錢(qián)羽而歸，成為

這家成功游戲公司心頭永遠(yuǎn)的痛。如今PokemonGo的推出能否再造天才工

程師巖田聰在任時(shí)的榮光，打造出繼Wii之后的另一個(gè)傳奇，這不僅是游戲

圈關(guān)注的重點(diǎn)，也是VR/AR發(fā)展的一個(gè)里程碑。

MR、AR與VR

“人文智能”(humanisticintelligence,III)的概念由穿戴電腦之父,

加拿大多倫多大學(xué)的史蒂夫?曼(SteveMann)教授于20世紀(jì)90年代提出

(見(jiàn)圖1.4)o

PROCEEDINGS囂IEEE

令，THEINSTITUTEOFELECTRICALANDELECTRONICSENGINEERS,INC.NOVEMBER1998

SpecialIssueon:

iPapmerson:ScanmningtheTechnology*HumanisticComputing

*NoiseProcessing^VirtualEs^mples*Deterministic*MapModeling

*NeuralNetFramework■/Recognition*

i吟?

Editorial:

I.AProgressReport

[ClassicPaper

\SomePotentialities

ofOpticalMasers

IbyB.M.Oliver(1962)

IPredictivePaper:

icCircuitry

ScanningthePast

SilvanusEThompson:

APioneerElectrical

i,EngineeringEducator

圖1.4史蒂夫?曼提出HI概念的期刊封面

Ill的重點(diǎn)在于“人機(jī)共生”，跟“人機(jī)交互”（HCI）不同。傳統(tǒng)上人機(jī)

交互指的是把人跟計(jì)算機(jī)切分成兩個(gè)獨(dú)立個(gè)體，人通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、耳機(jī)麥

克風(fēng)、觸屏來(lái)達(dá)到與計(jì)算機(jī)之間的互動(dòng)。但“人機(jī)共生”則是把電腦與人視

為一個(gè)整體，建立在HI論述上的智能眼鏡，形同于人的第二個(gè)大腦，輔助

佩戴者進(jìn)行思考與決策。

III描述的是“零距離”的人機(jī)關(guān)系，所以III的實(shí)現(xiàn)就需要人與機(jī)的緊密

結(jié)合，而所有人機(jī)交互中，智能眼鏡可以把需要傳達(dá)的信息實(shí)現(xiàn)到最大化。

從大方向來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)HI所需的系統(tǒng)有二種運(yùn)行狀態(tài)：

第一，系統(tǒng)必須持續(xù)運(yùn)作，可以進(jìn)入睡眠狀態(tài)，但不能關(guān)機(jī)，它是處于待

命狀態(tài)的運(yùn)作模式（見(jiàn)圖1.5）o就像我們使用手機(jī)的習(xí)慣一樣，它被稱為

恒定狀態(tài)（constancy）。恒定狀態(tài)是智能眼鏡的第一步，如此才能做到人

機(jī)互相交換信息，共同作'也。

>人

------計(jì)算機(jī)＜-------

圖1.5人機(jī)交互的系統(tǒng)恒定狀態(tài)

第二，傳統(tǒng)的人機(jī)交互運(yùn)作的觀點(diǎn)通常把計(jì)算（computation）本身作為最

主要的任務(wù)；然而，HI的觀點(diǎn)是把計(jì)算融入更重要的任務(wù)中，就是人在用電

腦的同時(shí)，還在做一件別的事情（見(jiàn)圖1.6）o而通常來(lái)說(shuō)，這件對(duì)于計(jì)算

機(jī)來(lái)說(shuō)的“另外的事情”才是這個(gè)人機(jī)共同體的主要任務(wù)。

輸入4輸出

人

計(jì)算機(jī)*

圖1.6融入計(jì)算任務(wù)的人機(jī)交互狀態(tài)

這就像是我們?cè)谑褂脤?dǎo)航，主要的視覺(jué)來(lái)自于路面，導(dǎo)航顯示的途徑只是

視線范圍的一個(gè)角落，另外還有語(yǔ)音輔助。從引導(dǎo)路徑的結(jié)果來(lái)看，計(jì)算機(jī)

所規(guī)劃的路徑并非唯一方案，駕駛?cè)绻x擇其他路徑，電腦就會(huì)重新規(guī)劃

路線，人可以同時(shí)接受來(lái)自真實(shí)環(huán)境與虛擬圖像的信息，人腦與計(jì)算機(jī)之間

的模式，就實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)模式。

第三，當(dāng)上述兩個(gè)狀態(tài)可以被某種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)之后，這個(gè)系統(tǒng)可以將人機(jī)更

緊密地結(jié)合起來(lái)。計(jì)算機(jī)在此時(shí)輸入和輸出就與人的感知和運(yùn)動(dòng)無(wú)縫地連接

在一起了（見(jiàn)圖1.7）o就如同智能眼鏡，使用者看到的是自然環(huán)境與數(shù)字

信息的整合，但佩戴者很難分辨他所看到的東西，哪些是真實(shí)環(huán)境，哪些是

電腦生成，這樣的視覺(jué)讓人的感官得以接受更多的信息，感受更為強(qiáng)烈，從

某種意義上說(shuō)，增強(qiáng)了人類(lèi)利用視覺(jué)接受大量信息的能力。

輸入

對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)信號(hào)是可以數(shù)字化的信號(hào)，而視覺(jué)信息所能傳

遞的信息量遠(yuǎn)比聽(tīng)覺(jué)大得多。因此，計(jì)算機(jī)的交互發(fā)展會(huì)以視覺(jué)為主導(dǎo)。智

能眼鏡當(dāng)中涉及的概念VR、AR和MR,即虛擬現(xiàn)實(shí)、現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)的

實(shí)現(xiàn)也必須以上述三個(gè)方式來(lái)運(yùn)行。

結(jié)合三個(gè)模式并可以相互轉(zhuǎn)換的話，我們就有了一個(gè)完整的HI示意圖（見(jiàn)

圖L8）。

人

計(jì)算機(jī)

輸入*輸出

圖1.8完整的人文智能(HI)示意圖

如果更簡(jiǎn)單地說(shuō)明這三者之間的關(guān)系，我們可以這樣理解：VR是純虛擬數(shù)

字畫(huà)面(purevirtualdigitalimage),而AR是虛擬數(shù)字畫(huà)面加上裸眼

現(xiàn)實(shí)(purevirtualdigitalimage+naked-eyereality),MR是數(shù)字化

現(xiàn)實(shí)加上虛擬數(shù)字畫(huà)面(digitalreality+purevirtualdigital

image)o從概念上來(lái)說(shuō)，MR與AR更為接近，都是一半現(xiàn)實(shí)一半虛擬影像，

但傳統(tǒng)AR技術(shù)運(yùn)用棱鏡光學(xué)原理折射現(xiàn)實(shí)影像，視角不如VR視角大，清晰

度也會(huì)受到影響。MR技術(shù)結(jié)合了VR與AR的優(yōu)勢(shì)，能夠更好地將AR技術(shù)體

現(xiàn)出來(lái)。

可以說(shuō)，VR與AR都是MR的子集合，MR的代表就是微軟的HoloLens眼鏡,

它可以在現(xiàn)實(shí)環(huán)境的基礎(chǔ)上，呈現(xiàn)出全虛擬的影像，像是你看得到對(duì)面正在

講話的人，但周邊的環(huán)境是火星的表面。但若是VR要呈現(xiàn)相同的場(chǎng)景，除

了火星環(huán)境是虛擬的，對(duì)面跟你講話的人也必須是虛擬的。至于AR,則無(wú)法

建構(gòu)一個(gè)虛擬的環(huán)境，只能在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境下把虛擬的物件丟上去，像是一臺(tái)

火星探測(cè)車(chē)出現(xiàn)在你的房間中。

一副MR的眼鏡可以做AR和VR的事情;AR的眼鏡可以做VR的事情;而VR

就是VR。

VR技術(shù)的內(nèi)容開(kāi)發(fā)

怎樣用VR來(lái)講一個(gè)故事？

剛開(kāi)始起跑的VR,正處于內(nèi)容遠(yuǎn)遜于硬件開(kāi)發(fā)的階段，簡(jiǎn)單說(shuō)，這種技術(shù)

太新了，還沒(méi)有多少人懂得如何用VR的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)故事。前高盛集團(tuán)

(GoldmanSachs)投資家馬尼克?布汗(ManickBhan)曾撰文分析了目前

虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)需要解決的表述語(yǔ)言問(wèn)題：

究其原因，虛擬現(xiàn)實(shí)在影片領(lǐng)域存在的最大問(wèn)題是其缺乏一種連貫順暢的

表述語(yǔ)言。這里所說(shuō)的語(yǔ)言，既不是指口頭語(yǔ)言，也不是指類(lèi)似于HTML這

種實(shí)現(xiàn)技術(shù)的編碼語(yǔ)言，而是一種連貫的表現(xiàn)方式，是指包括拍攝、剪輯甚

至攝影機(jī)在內(nèi)的一種視覺(jué)表現(xiàn)手法，是諸如馬丁?斯科塞斯(Martin

Scorsese)和喬治?盧卜斯(GeorgeLucas)等著名導(dǎo)演呈現(xiàn)給觀眾的精彩

畫(huà)面。

這種表現(xiàn)方式的缺陷，日益成為虛擬現(xiàn)實(shí)影片發(fā)展的瓶頸。例如很多設(shè)備

的體驗(yàn)只能在特定時(shí)間使觀眾專(zhuān)注于一個(gè)特定場(chǎng)景，場(chǎng)景之間的切換也很不

流暢，往往破壞了虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)有的沉浸感，而沉浸感恰恰是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的

首要特點(diǎn)。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)依舊采用傳統(tǒng)電影的表述方式來(lái)講故事，這是與

用戶體驗(yàn)沖突的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。但好消息是，我們有時(shí)間解決這個(gè)問(wèn)題。

傳統(tǒng)電影在1890年左右面世。在托馬斯?愛(ài)迪生(ThomasEdison)新澤

西州的實(shí)驗(yàn)室里，早期的電影記錄了一些人們打拳、打噴嚏以及情侶接吻等

片段。當(dāng)時(shí)的觀眾雖然清楚這些影片的畫(huà)面，卻并不確定它們所表現(xiàn)的意義。

傳統(tǒng)電影的表述方式對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是簡(jiǎn)單的，但對(duì)于120年前的觀眾，卻是

一個(gè)看待世界的新奇體驗(yàn)。

我們不妨把現(xiàn)在VR對(duì)比120年前的電影，可以想象在當(dāng)時(shí)這個(gè)行業(yè)的專(zhuān)業(yè)

技術(shù)人員一定非常稀少，懂得操作鏡頭的攝影師，可以把故事編寫(xiě)成劇本的

編劇，拍下來(lái)的影像通過(guò)修剪使其連貫的剪輯師，沒(méi)有太多人懂得如何做這

些工作。同樣，今天傳統(tǒng)電影的攝影師、編劇、后期剪輯特效人員，對(duì)如何

用VR說(shuō)好一個(gè)故事，也非常茫然。

這是因?yàn)閂R依舊處于試驗(yàn)階段，要講好一個(gè)VR的故事很難。正是因?yàn)槿?/p>

此，很多的虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)認(rèn)為游戲是VR技術(shù)發(fā)展的第一步，游戲開(kāi)發(fā)商

TelltaleGames開(kāi)發(fā)主管喬布?斯托弗(JobStauffer)表示：“我們目前

做的，就是轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)的電影表述語(yǔ)言。如果你對(duì)比一下虛擬現(xiàn)實(shí)和現(xiàn)有的電

影語(yǔ)言，就會(huì)發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)用的完全是另一種語(yǔ)言。我們要做的就是將傳統(tǒng)

的電影語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為場(chǎng)景語(yǔ)言，這是一個(gè)全新的工作?！?/p>

VR內(nèi)容制作現(xiàn)在碰到的瓶頸，其實(shí)不在硬件方面，比如360度的全景攝影

機(jī)有兒個(gè)鏡頭，或者頭戴VR顯示器的觀看體驗(yàn)如何。在中國(guó)香港上市的好

萊塢特效公司數(shù)字王國(guó)(DigitalDomain)已經(jīng)嘗試在戲劇、體育、演唱會(huì)、

文化、教育、旅游、游戲、商業(yè)應(yīng)用等相關(guān)領(lǐng)域制作VR內(nèi)容了。數(shù)字王國(guó)

表不，現(xiàn)階段VR拍攝的基本架構(gòu)，除了360度的全景攝影，還要經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)

的特效設(shè)計(jì)及后期制作，才能制作出真正的VR影片。光是360度全景影片

本身，無(wú)法構(gòu)成VR體驗(yàn)所需要的沉浸感。

特效設(shè)計(jì)及后期加工要做到的就是“一般人平常遇不到的事情”，讓人們

體驗(yàn)之后能夠到達(dá)另一個(gè)空間。例如，你可能從來(lái)沒(méi)去過(guò)威尼斯，VR影片帶

你親歷其中，給你一種“我去過(guò)，我看過(guò)，我感受過(guò)”的感覺(jué)。

數(shù)字王國(guó)和華納音樂(lè)讓觀眾過(guò)了把“我是李榮浩”的癮

如果是傳統(tǒng)的平面影像，所有的觀眾其實(shí)都在扮演旁觀者，不會(huì)參與其中，

真正的VR觀影者不是旁觀者，他們必須是親歷其中的主角，比如戲劇里的

男主角或女主角，于是，整個(gè)對(duì)白與故事的發(fā)展都會(huì)建立在主角的視角上。

那么，如何轉(zhuǎn)換成VR講故事的方法呢？你要優(yōu)化劇本，改變演員，改變導(dǎo)

演。數(shù)字王國(guó)舉例說(shuō)，像拍攝演唱會(huì)，舞臺(tái)的前后左右上下都會(huì)入鏡，包括

攝影機(jī)周邊的人，“我們會(huì)對(duì)導(dǎo)演說(shuō)，要穿得好看一點(diǎn)，因?yàn)閷?dǎo)演本身也會(huì)

是影像的一部分，這跟傳統(tǒng)電影攝影棚只有四臺(tái)機(jī)器之間切換，導(dǎo)演不會(huì)出

鏡的情況有很大的不同”。

“演員也不一樣，以往演員對(duì)著攝影機(jī)，是當(dāng)作一個(gè)‘物'在面前演，但

現(xiàn)在對(duì)著VR攝影機(jī)，面對(duì)的是一個(gè)假想的人。比如VR攝影機(jī)代表的是跟男

主角對(duì)戲的女主角，這種演法跟男女主角在攝影機(jī)面前談戀愛(ài)也大不相同。”

傳統(tǒng)的拍攝觀影者都是旁觀者。以數(shù)字王國(guó)跟華納音樂(lè)合作制作男歌手李

榮浩演唱會(huì)的VR影片為例，傳統(tǒng)的演唱會(huì)專(zhuān)輯不會(huì)用歌手的角度來(lái)拍，換

句話說(shuō)，觀眾不會(huì)有機(jī)會(huì)當(dāng)自己是李榮浩，但是VR影片可以讓觀影者覺(jué)得

“我就是李榮浩，我就是歌手”。“有些人的夢(mèng)想就是自己當(dāng)歌手，過(guò)當(dāng)明

星的癮。你在VR影片中往前看是臺(tái)下觀眾的反應(yīng)，往后看，則是合作樂(lè)團(tuán)

的互動(dòng)。”數(shù)字王國(guó)表示，“像我們最近在做TFBoys（中國(guó)當(dāng)紅的偶像團(tuán)

體）的MVO當(dāng)我們用其中一位團(tuán)員的視角時(shí)，其他兩位團(tuán)員的聲音是要調(diào)到

有方向感而且比較遠(yuǎn)的位置，用聲音來(lái)表達(dá)距離與方向的臨場(chǎng)感。以前只有

平面影像的時(shí)候，聲音這件事沒(méi)有這么難?，F(xiàn)在挑戰(zhàn)就大了。具實(shí)也不是做

不到，我們都知道，在錄音室沒(méi)有什么聲音或音效是做不出來(lái)的，只不過(guò)音

效人員的想象力得要更豐富才行，而且VR影片的播放設(shè)備也得能配合?！?/p>

VR會(huì)給觀影者很多不同的選擇?？从^影者要扮演什么角色，是觀眾、歌手,

還是工作人員。一個(gè)好的VR,應(yīng)該是提供許多不同視角的模式來(lái)讓觀眾選擇

要當(dāng)哪一個(gè)角色，去參與或投入到哪一個(gè)故事。拍攝的難度也在于此，不論

是導(dǎo)演還是攝影師，都必須要有傳統(tǒng)攝影之外的想象力，要拍下旁觀者以外

的各種角度。

VR電視劇也一樣，以正在籌備的VR電視劇為例，具體的做法是，導(dǎo)演先

選擇戲里最合適的兩個(gè)重要場(chǎng)景，讓合作方數(shù)字王國(guó)制作兩三段影片，第一

段影片中，觀眾視角是女主角，在影片中跟男主角對(duì)戲，因?yàn)榕鹘侵挥幸?/p>

位，男主角卻有很多，所以可以用女主角的視角跟一群男演員互動(dòng)，這對(duì)女

性觀眾來(lái)說(shuō)是很特別的體驗(yàn)。第二段是用第一男主角的視角跟女主角對(duì)戲，

目標(biāo)是喜歡女主角的男性觀眾群。第三段就是一般的觀眾視角。

必須用第一人稱

VR電影跟傳統(tǒng)電影也有很多不同之處，目前看來(lái)最明顯的是觀影時(shí)間。雖

說(shuō)理論上要做一部100多分鐘的VR電影并不難，只要夠成本都能做到，目

前實(shí)驗(yàn)性的動(dòng)畫(huà)VR電影也有90分鐘的長(zhǎng)度，但暫時(shí)很難要求消費(fèi)者長(zhǎng)時(shí)間

集中精神觀看，一是因?yàn)槟壳盀橹筕R頭戴設(shè)備大多只能支撐20分鐘的體驗(yàn),

超時(shí)就容易產(chǎn)生不適感，二是由于360度的全景攝影元素太多，看30分鐘

VR影片，相當(dāng)于看了2小時(shí)的電影。

所以VR導(dǎo)演要用第一人稱視角來(lái)講故事很重要，就像傳統(tǒng)電影要引導(dǎo)觀眾

一樣。平面的電影導(dǎo)演可以用運(yùn)鏡、場(chǎng)景營(yíng)造來(lái)引導(dǎo)觀眾接收信息，但VR

導(dǎo)演面臨的更大挑戰(zhàn)是，引導(dǎo)觀眾的工具不一樣了。為什么VR影片中的第

一人稱觀眾視角如此重要？因?yàn)檫@是引導(dǎo)觀眾進(jìn)入故事的唯一方法，如果都

是第三人稱，觀眾就很難進(jìn)入劇情，結(jié)果就是沒(méi)看多久就累了。

數(shù)字王國(guó)分享了在VR電影制作上的實(shí)際做法：“我們從場(chǎng)景的角度來(lái)思考,

一部電影挑最精彩的10分鐘，在不改變?cè)适碌那疤嵯?，用?chǎng)景重新寫(xiě)劇

本、講故事。通常一部電影，我們的VR團(tuán)隊(duì)會(huì)希望拿到里面最精華的三四

個(gè)場(chǎng)景，重新用這些場(chǎng)景來(lái)編寫(xiě)故事?！?/p>

這樣制作出來(lái)的VR電影便可以提供觀眾另一種不同的觀賞體驗(yàn)，對(duì)傳統(tǒng)電

影有互補(bǔ)功能。現(xiàn)在中國(guó)已經(jīng)有VR的體驗(yàn)店及小廳院，每廳約為100平方

米，大約有20-30個(gè)座位，此舉可以讓觀眾通過(guò)10分鐘的VR體驗(yàn)欣賞甚

至置身于電影場(chǎng)景中，觀賞完就到隔壁廳去看完整的電影，或回家后上網(wǎng)用

VR設(shè)備重新看。

在綜藝節(jié)目VR化方面，數(shù)字王國(guó)因?yàn)橛兄x霆鋒這位明星股東，也曾制作過(guò)

謝霆鋒主持的節(jié)目《12道鋒味》的VR部分。真正的VR綜藝節(jié)目在亞太地區(qū)

皆屬少見(jiàn)，《12道鋒味》每次拍攝出機(jī)時(shí)間只有幾天，而因?yàn)閂R版本需要

獨(dú)立拍攝，不能利用拍節(jié)目的空當(dāng)，所以，為了滿足那3分鐘的VR鏡頭，

藝人需要另外騰出半天的時(shí)間配合。這必須投入大量的時(shí)間資源，需要各方

團(tuán)隊(duì)配合。

兩件難事：敲定演員時(shí)間、填滿VR內(nèi)容

根據(jù)目前數(shù)字王國(guó)累積的拍攝經(jīng)驗(yàn)，拍VR的難度不全在技術(shù)，很大的部分

是出在人身上，比如演員。大牌的時(shí)間很難敲定，而且現(xiàn)階段VR內(nèi)容的票

房潛力也有待商榷，如何說(shuō)服藝人、經(jīng)紀(jì)人、制作人、導(dǎo)演共同配合，是每

一次拍攝都會(huì)碰到的問(wèn)題。但還是有很多演員為了新鮮有趣，愿意花時(shí)間投

入。比如早前跟優(yōu)酷合作的VR短片《黑童話》，中國(guó)知名演員黃曉明就給

了很大的支持，也是因?yàn)檫@些人的努力，才能一點(diǎn)一點(diǎn)地改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)。

目前數(shù)字王國(guó)已經(jīng)有很完整的VR團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)中會(huì)有一個(gè)專(zhuān)屬的導(dǎo)演和創(chuàng)意

人員°VR導(dǎo)演使用的技巧、想出來(lái)的創(chuàng)意是完全不同的,所以負(fù)責(zé)傳統(tǒng)與

VR的兩位導(dǎo)演必須互相配合。VR團(tuán)隊(duì)中的導(dǎo)演和攝影師都必須獨(dú)立，編劇

則可以共用和協(xié)調(diào)。這是因?yàn)閂R拍攝不會(huì)改動(dòng)主要的故事線，但編劇要有

全景攝影的概念，根據(jù)VR需要的視角去改臺(tái)詞講故事。此外，工作量負(fù)荷

最大的當(dāng)數(shù)特效、剪輯、音效等后期制作工程，傳統(tǒng)影片只需剪接一面，VR

則是多面，至少包括前后上下左右。這是與傳統(tǒng)影片最大的不同。VR的后期

制作人員要考量的東西會(huì)多很多。

傳統(tǒng)電影VR電影

攝影師分鏡記錄影像360度全息記錄影像

編劇可用第一、第二或第三人稱大多用第一人稱

所有表演皆會(huì)被記錄，通

演員跟著分鏡設(shè)計(jì)表演

過(guò)對(duì)鏡頭表演引導(dǎo)觀眾

前后上下左右畫(huà)面皆須制

后制平面畫(huà)面制作特效作特效，工作量為傳統(tǒng)的

四到六倍

數(shù)字王國(guó)認(rèn)為，現(xiàn)在制作VR內(nèi)容上所面臨的挑戰(zhàn)，還是市場(chǎng)普及性的問(wèn)題。

市場(chǎng)上的確有非常多的資金涌進(jìn)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，但是VR概念對(duì)大眾來(lái)說(shuō)還

是太陌生，在這種情況下，業(yè)內(nèi)人士說(shuō)服其他人來(lái)投入制作VR內(nèi)容，就要

花更多的力氣。另外，哪種VK內(nèi)容最受歡迎也莫衷一是，因?yàn)楝F(xiàn)在VK的內(nèi)

容跟看VR的人都不多。VR平臺(tái)目前最重要的工作，就是盡快填滿各種類(lèi)型

的VR內(nèi)容。數(shù)字王國(guó)也會(huì)拍攝很多不同領(lǐng)域的素材，上傳到平臺(tái)測(cè)試流量。

“可能簡(jiǎn)單的內(nèi)容，才是真正消費(fèi)者想要的?！?/p>

歸根結(jié)底，現(xiàn)在很難去定義VR的表述語(yǔ)言。未來(lái)幾年，這種語(yǔ)言將通過(guò)不

斷的實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)漸漸清晰起來(lái)，而現(xiàn)在加入到VR產(chǎn)業(yè)的每一個(gè)人都將或多

或少地對(duì)其產(chǎn)生影響。無(wú)論對(duì)于開(kāi)發(fā)者還是消費(fèi)者，這都是令人激動(dòng)的發(fā)展

未來(lái)。不遠(yuǎn)處，奇跡正在發(fā)生。

[3]“偏振光”技術(shù)大部分運(yùn)用了一種稱為“圓偏光鏡”的物理原理，將光線分成順時(shí)針和逆時(shí)針

兩個(gè)偏轉(zhuǎn)方向，順時(shí)針轉(zhuǎn)的光只能穿透對(duì)應(yīng)的偏光鏡片，逆時(shí)針轉(zhuǎn)的光亦然。利用這樣的原理，就可

以確保兩只眼睛看到兩組不同的畫(huà)面。偏光鏡眼鏡的單價(jià)低，不過(guò)投影機(jī)的系統(tǒng)價(jià)格比較高昂，要么

是在投影機(jī)前裝置一個(gè)能快速（每秒48次）改變偏光方向的偏光鏡，要么就是要采用雙投影機(jī)。

[4]MichaelAbrash：題為WhatVRCould,Should,andAlmostCertainlyWillBewithinTwo

Years的演講,SteamDevDays,2014年1月。

萌芽期(1963年之前)

從科幻小說(shuō)走出來(lái)的TclesphcreMask

其實(shí)伊凡?蘇澤蘭的達(dá)摩克利斯之劍還不算是最早的VR產(chǎn)品。最早提出虛

擬現(xiàn)實(shí)概念的，要追溯到英國(guó)作家阿道司?赫胥黎(AldousHuxley)1932

年推出的長(zhǎng)篇小說(shuō)《美麗新世界》(BraveNewWorld),這本書(shū)以26世紀(jì)

為背景，描述了機(jī)械化工作和生活的未來(lái)，人們安于現(xiàn)狀，喪失思考的能力,

人性被剝奪殆盡。這本書(shū)中提到“頭戴式設(shè)備可以為觀眾提供圖像、氣味、

聲音等一系列的感官體驗(yàn)，以便讓觀眾更好地沉浸在電影的世界中”。雖然

在書(shū)中并沒(méi)有關(guān)于這款設(shè)備的具體稱呼，但以今天的視角來(lái)看，這顯然是對(duì)

于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的一段前瞻性的描述。

如果把1932年設(shè)定為幻想原點(diǎn)，那么虛擬現(xiàn)實(shí)從幻想走入大眾市場(chǎng)已經(jīng)花

了84年，而圖2.1所掙繪的這款頭戴式設(shè)備的原型圖，直到23年后的1955

年才由美國(guó)攝影師莫頓?海利希(MortonHeilig)著手設(shè)計(jì)。當(dāng)時(shí)他發(fā)明

了一臺(tái)名為Sensorama的機(jī)器。Sonsorama可以投射3D影像、立體環(huán)繞聲、

震動(dòng)、氣味和吹風(fēng)效果，試圖制造出完全仿真的體驗(yàn)。設(shè)備需耍用戶坐在椅

子上，把頭探進(jìn)設(shè)備內(nèi)部，通過(guò)三面顯示屏來(lái)形成空間感，從而形成虛擬現(xiàn)

實(shí)體驗(yàn)。

Aug.28.1962M.L.HEILIG3,050,870

Introducing

sensorama

TheRevolutionaryMotionPicture邪tea

thattakesyouintoanotherworld

?STEREO-SOUND

?AROMAS

?VIBRATIONS

O^ATCMTCD

SENSORAMA,INC.,855GALLOWAYST.,PACIFICPALISADES,CALIF.90272

TEL.(213)459-2162

圖2.1莫頓?海利希設(shè)計(jì)的Sensorama

五年后的1960年，海利希提交過(guò)一款叫作“TelesphereMask”設(shè)備的專(zhuān)

利申請(qǐng)文件，其中描述這個(gè)設(shè)備的用途是“個(gè)人使用的立體電視設(shè)備”（見(jiàn)

圖2.2）。海利希的設(shè)備旨在吸引觀眾的感官，以提高他們的體驗(yàn)，他希望

通過(guò)開(kāi)發(fā)的設(shè)備，讓人們完全沉浸在電影的世界中。有趣的是，因?yàn)楹＠?/p>

所設(shè)計(jì)的TelesphereMask,有人將他稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”；而有些科普

作品卻將前文中提到的蘇澤蘭稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”。不過(guò)可以肯定的是，

這兩位卓越的先驅(qū)者以自己不同的方式為全人類(lèi)打開(kāi)了真正的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

的大門(mén)。

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圖2.2海利希設(shè)計(jì)的TelesphereMask的專(zhuān)利文件

盡管TelesphereMask設(shè)計(jì)于半個(gè)世紀(jì)之前，但關(guān)注VR新聞的人依舊可以

從這個(gè)設(shè)備上看出其與OculusRift、GoogleCardboard等設(shè)備之間有著很

多相似之處。

雨果?根斯巴克的Teleyeglasses

1932年赫胥黎的小說(shuō)啟發(fā)了另一位偉大的作家，現(xiàn)代科幻小說(shuō)的奠基人、

“科幻小說(shuō)之父"雨果?根斯巴克(HugoGernsback)o為了紀(jì)念根斯巴克,

世界科幻協(xié)會(huì)將每一年的“科幻成就獎(jiǎng)”命名為“雨果獎(jiǎng)”(HugoAward)o

這位在文學(xué)史上樹(shù)立豐碑的作家，也同樣把自己的名字留在了VR先驅(qū)者的

名單里。根斯巴克在美國(guó)的《生活》(Life)雜志中又對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備做了

設(shè)想，他描述中的VR設(shè)備已經(jīng)更加具體并且有了名字---Teleyeglasses,

當(dāng)然這是根斯巴克所創(chuàng)造的詞語(yǔ)，意思就是電視+眼睛+眼鏡

(television+eye+glasses),也就是戴在眼睛前的電視設(shè)備。這款頭戴式

電視設(shè)備在正面還擁有幾個(gè)旋轉(zhuǎn)式的按鍵，同時(shí)還有兩根長(zhǎng)長(zhǎng)的天線。它外

形古怪，確實(shí)符合那個(gè)時(shí)代科技產(chǎn)品的慣有特征：夸張的外形與天馬行空的

想象力。

圖2.3雨果?根斯巴克設(shè)想的Teleyeglasses

視覺(jué)顯示終極武器

1961年，在創(chuàng)建VR頭盔“達(dá)摩克利斯之劍”以前，伊凡?蘇澤蘭早期致

力于創(chuàng)造一個(gè)“通過(guò)坂璃看到數(shù)學(xué)仙境”的虛擬現(xiàn)實(shí)和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)系統(tǒng)，叫

“頭部跟蹤技術(shù)(Headsight)”。他將其稱作“畫(huà)板”(Sketchpad),于

1965年制造。這是第一個(gè)交互式圖形軟件。使用畫(huà)板顯示的3D影像是粗糙

的，但它是虛擬現(xiàn)實(shí)一一甚至在“虛擬現(xiàn)實(shí)”這種說(shuō)法出現(xiàn)的十年以前。

對(duì)于現(xiàn)在購(gòu)買(mǎi)OculusRift的人們來(lái)說(shuō)，他們的新玩具起源于一個(gè)絕密的

軍事項(xiàng)目。Philco公司的工程師們把一個(gè)視頻屏幕和基本的磁性頭部跟蹤系

統(tǒng)融合到一個(gè)頭盔上，然后將一切都跟閉路電視連接起來(lái)。近距離和親身調(diào)

查的工作有時(shí)太危險(xiǎn)，這款被稱為Headsight的設(shè)備為人們提供了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)

的機(jī)會(huì)。

伊凡?蘇澤蘭所制造的“達(dá)摩克利斯之劍”之所以被稱作人類(lèi)歷史上第一

臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)原型機(jī)，是因?yàn)檫@臺(tái)設(shè)備定義了虛擬現(xiàn)實(shí)的幾個(gè)要素：

1.立體顯示：“達(dá)摩克利斯之劍”使用了兩個(gè)1英寸的CRT顯示器，

能夠分別顯示不同視角的圖像，以創(chuàng)造立體視覺(jué)。

2.虛擬畫(huà)面生成：進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算渲染，生成角度不同的圖像。

3.頭部位置跟蹤：“達(dá)摩克利斯之劍”使用了兩種方式對(duì)頭部位置

進(jìn)行跟蹤，機(jī)械連桿和超聲波檢測(cè)。在1968年，這個(gè)看似簡(jiǎn)陋的原型有三

個(gè)超聲波發(fā)生器和四個(gè)接收器，用來(lái)跟蹤頭部運(yùn)動(dòng)。

4.虛擬環(huán)境互動(dòng)：“達(dá)摩克利斯之劍”似乎對(duì)不起自己華麗的名字,

因?yàn)檫@臺(tái)設(shè)備唯一的互動(dòng)手段只是雙手操作的把手。

5.模型生成：人們使用這個(gè)設(shè)備的時(shí)候，能看到一個(gè)簡(jiǎn)單的立方體，

這個(gè)立方體會(huì)隨著人視角的變化而變化。

熟悉計(jì)算機(jī)發(fā)展史的人能夠想象那個(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)是多么龐大。在巨無(wú)霸

式計(jì)算機(jī)時(shí)代，這款“達(dá)摩克利斯之劍”的體形也不出意外。因此，不得不

把它和天花板相連來(lái)減輕重量。正是因?yàn)楦櫽脩粢暰€的巨大機(jī)械臂必須懸

掛在空中，伊凡?蘇澤蘭才將它命名為“達(dá)摩克利斯之劍”(見(jiàn)圖2.4)。

另外，“達(dá)摩克利斯之劍”也是人類(lèi)第一臺(tái)真正意義上的頭戴式可視設(shè)備,

之前提到的TelesphereMask和Teleyeglasses,并沒(méi)有真正制造出來(lái)。

概念產(chǎn)生期（1963—1990年）

虛擬環(huán)境

看到虛擬物體的人們會(huì)進(jìn)一步想去控制這個(gè)虛擬物體，去觸摸、移動(dòng)、翻

轉(zhuǎn)這個(gè)虛擬物體一一基于從20世紀(jì)60年代以來(lái)所取得的一系列成就，1971

年，計(jì)算機(jī)巨匠弗雷德里克?布魯克斯(FrederickBrooks)研制出具有力

反饋的原型系統(tǒng)Grope-II,用戶可以通過(guò)控制“窗口”里的虛擬機(jī)械手去抓

取一個(gè)立體的虛擬物體，并且能夠感覺(jué)到虛擬物體的重量。1975年，邁

倫?克魯格(MyronKrueger)提出^artificialrealityw(人工現(xiàn)實(shí))

的概念，并且演示了一個(gè)稱為“錄像場(chǎng)域”(Videoplace)的環(huán)境。用戶面

對(duì)投影屏幕,攝像機(jī)抓取的用戶身影輪廓圖像與計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖形合成后.

在屏幕上投射出一個(gè)虛擬世界。傳感器同時(shí)采集用戶的動(dòng)作，用來(lái)表現(xiàn)用戶

在虛擬世界中的各種行為。⑸

1978年，發(fā)明家埃里克?豪利特(EricHowlett)發(fā)明了一種超大視角的

立體鏡呈像系統(tǒng)(見(jiàn)圖2.5)o這個(gè)系統(tǒng)具有革命性意義，因?yàn)樗M可能地

矯正了在擴(kuò)大視角時(shí)可能產(chǎn)生的畸變，把靜態(tài)圖片轉(zhuǎn)換為3D效果，他稱之

為L(zhǎng)EEP(LargeExpanseandExtraPerspective,大跨度和超視角)。

而柯達(dá)和寶麗來(lái)也沒(méi)有時(shí)這個(gè)項(xiàng)目表示興趣。

最后，當(dāng)時(shí)擁有一個(gè)名為“虛擬環(huán)境”（virtualplace,當(dāng)時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)

“virtualreality"一詞還沒(méi)有被創(chuàng)造出來(lái)）部門(mén)的NASA（美國(guó)國(guó)家航空

航天局）對(duì)帶相機(jī)的顯示器感興趣，于是也就成了它的主要客戶。NASA將這

個(gè)概念稱為“V概念D”（VirtualVisualEnvironmentDisplay,虛擬視覺(jué)

環(huán)境顯示器，見(jiàn)圖2.6）。⑹

“虛擬現(xiàn)實(shí)”這個(gè)詞出現(xiàn)了

1985年，計(jì)算機(jī)科學(xué)家賈倫?拉尼爾（JaronLanier）最先提出“虛擬現(xiàn)

實(shí)”這一術(shù)語(yǔ)°賈倫?拉尼爾有很多標(biāo)簽：計(jì)算機(jī)科學(xué)家、互聯(lián)網(wǎng)理論家、

生僻樂(lè)器愛(ài)好者、思想家等等。2010年，拉尼爾被《時(shí)代》周刊選為“全球

100位最具影響力的人”之一。他參與的項(xiàng)目都很有趣，比如微軟研究院的

“一個(gè)比空氣輕的巨大軌道炮，用來(lái)發(fā)射飛船”，以及“重新定位地震”的

推測(cè)戰(zhàn)略，等等。

NASAlechBriefs

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NASA'sVirtualWorkstationShapesAVIVIEDReality

寬角光學(xué)設(shè)備

圖2.6NASA的VIVIED榻念

作為數(shù)字化時(shí)代的締造人之一，拉尼爾提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”一詞時(shí)才20歲，

當(dāng)時(shí)正是第一代硅谷夢(mèng)想家和人工智能幻想家開(kāi)始崛起的年代。拉尼爾為虛

擬現(xiàn)實(shí)一詞提出了定義：利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維虛擬世界，為使用者提

供關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬。

早在1984年，拉尼爾就創(chuàng)辦了非常著名的VPLResearch公司，而隨著

NASA對(duì)VIVIED概念的深入研究，它也需要尋找一家科技公司了。VPL

Research最終與NASA簽訂制作頭戴式顯示器的合約，并結(jié)合NASA技術(shù)率先

推出EyePhone：這款頭盔的售價(jià)高達(dá)1萬(wàn)美元。豪利特看到了VPL

Research這個(gè)具有潛力卻十分昂貴的項(xiàng)目，在1989年，他試著推出自己的

頭盔，取名"Cyberface",然而并沒(méi)有獲得想象中的成功（見(jiàn)圖2.7）。

圖2.7豪利特推出的Cyberface

“現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)”是這么來(lái)的

1990年，時(shí)任波音公司計(jì)算機(jī)研究部門(mén)首席科學(xué)家的托馬斯?考德?tīng)?/p>

(ThomasCaudell)嘗試給予那些為新777客機(jī)裝配長(zhǎng)導(dǎo)線的工人一些幫助。

他們是這樣做的：在一個(gè)6米左右的長(zhǎng)板上，沿著掛鉤把導(dǎo)線捆起來(lái)，然

后把這些導(dǎo)線搬到飛機(jī)旁開(kāi)始安裝。但是要做到正確接線，工人們必須不斷

地一邊看指導(dǎo)手冊(cè)一邊組裝，讓這件本來(lái)就棘手的工作更為復(fù)雜。這是一般

的標(biāo)準(zhǔn)程序。

考德?tīng)柡退耐麓笮l(wèi)?米澤爾(DavidMizell)提出了一個(gè)設(shè)想：給組

裝工人一個(gè)透明顯示屏，顯示長(zhǎng)板上的導(dǎo)線應(yīng)該連接到哪里。在波音777飛

機(jī)的制造上嘗試這樣的事情有特別的意義，因?yàn)?77是第一架在物理組裝前

完全通過(guò)數(shù)字化建模的飛機(jī)，所以實(shí)際上飛機(jī)所有組件在組裝前就已經(jīng)擁有

計(jì)算機(jī)圖像了。

考德?tīng)柡兔诐蔂柦ㄔ炝艘粋€(gè)讓工人可以戴在頭上的系統(tǒng)（見(jiàn)圖2.8）,但

是，就像其他以少量虛擬信息覆蓋現(xiàn)實(shí)世界的早期嘗試一樣，這項(xiàng)技術(shù)沒(méi)有

流行開(kāi)來(lái)。很久之后，考德?tīng)栐诮邮茉L問(wèn)時(shí)說(shuō)，這個(gè)技術(shù)當(dāng)時(shí)無(wú)法推廣的主

要原因，是當(dāng)工人移動(dòng)時(shí)，頭部跟蹤裝置不夠靈敏，而當(dāng)時(shí)可穿戴電腦也遠(yuǎn)

不如現(xiàn)在的強(qiáng)大。不過(guò)，考德?tīng)枮檫@一數(shù)字視覺(jué)技術(shù)的新類(lèi)型想出了一個(gè)術(shù)

語(yǔ)：現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)。

高亮度映像管頭部追蹤器

配置分光鏡的

光學(xué)眼鏡

連接到配于腰

間電腦的纜線聲音指令輸入

圖2.8考德?tīng)柕默F(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)

初步商業(yè)化（1990—2011年）：前浪死在沙灘上

Virtuality1000CS

1991年，曇花一現(xiàn)的美國(guó)Virtuality公司曾經(jīng)推出轟動(dòng)全美的VR設(shè)備一

—"Virtuality1000CS”，這臺(tái)設(shè)備的出現(xiàn)點(diǎn)燃了虛擬現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)的星星之

火。令人遺憾的是，這并不是一臺(tái)獨(dú)立的設(shè)備，它需要外接在個(gè)人電腦先驅(qū)

者之一CommodoreAmiga3000型個(gè)人電腦上，這個(gè)設(shè)備包含頭戴式visette

顯示器和一些控制器。不過(guò)令人吃驚的是，這第一臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備竟然能夠

支持實(shí)時(shí)多人VR游戲——盡管這些游戲很小，且游戲品種有限。

^Virtuality1000CS”充分為當(dāng)時(shí)的人們展現(xiàn)了VR產(chǎn)品的缺陷：顯示屏的

像素值僅為276X37；20fps的幀速率；售價(jià)卻高達(dá)65000美元。

雖然被賦予希望，但Virtuality1000CS的市場(chǎng)銷(xiāo)量很小，依然是概念性

產(chǎn)品。然而，它的出現(xiàn)卻掀起了20世紀(jì)90年代短暫卻飛速發(fā)展的VR商業(yè)

化浪潮。

世嘉3D眼鏡

1993年，世嘉（SEGA）推出了全球第一款真正商業(yè)化的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品一一

世嘉3D眼鏡（SEGA33Glasses,見(jiàn)圖2.9）。這款眼鏡是為了搭配第四代

游戲機(jī)SEGAMasterSystem而生產(chǎn)的周邊產(chǎn)品。SEGAMasterSystem最大

的特點(diǎn)就是首次將FM音源導(dǎo)入主機(jī)內(nèi)，以及手柄的自動(dòng)連按功能。SEGA

MasterSystem主機(jī)上面配有世嘉3D眼鏡專(zhuān)屬的接續(xù)插口。

圖2.9世嘉3D眼鏡的產(chǎn)品外觀

當(dāng)時(shí)的世嘉在主機(jī)的硬件優(yōu)化方面相當(dāng)出色，也得到許多用戶的支持，可

惜世嘉的軟件設(shè)計(jì)并不出色，能夠?qū)?yīng)這款3D眼鏡的游戲，僅僅只有四款

(見(jiàn)圖2.10)。而這跨時(shí)代的3D眼鏡也并未引起轟動(dòng)。在硬件支持非常落

后的時(shí)代，世嘉用的3D技術(shù)并不是現(xiàn)在游戲中大量使用的多邊形建模

(polygon),而是一種以2D畫(huà)面疊加的方式制造出的效果。盡管世嘉無(wú)與

倫比的創(chuàng)造性和技術(shù)讓當(dāng)時(shí)讓許多玩家感到吃驚，這項(xiàng)技術(shù)本身還是無(wú)法讓

大部分用戶接受。游戲僅有四款，而且和3D技術(shù)并無(wú)直接聯(lián)系。很快世嘉

就推出了橫掃歐美的16位主機(jī)，也就是有名的Mega-Drive(MD).然后,

SEGAMasterSystem和世嘉3D眼鏡慢慢消失了。

圖2.10世嘉3D眼鏡的游戲畫(huà)面

任天堂VirtualBoy

1995年，正當(dāng)GameBoy在全球大賣(mài)時(shí)，任天堂(Nintendo)推出過(guò)一款VR

游戲機(jī)VirtualBoy。由于