現實如何虛擬？

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——存在就是現實，不過就是自己的感覺罷了！但今天對虛擬現實（virtual reality，VR）這個時髦玩藝兒就真有些弄不明白了，現實如何去虛擬呢？

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，但如何虛擬現實而亂真呢？現實就是整個世界，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，如果要對現實虛擬，就要求一種全感覺綜合的復雜合成。虛擬現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一的時空環境，使人能沉浸其中并得到一種真實感。

虛擬現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，都是可以實現的。

但這些還遠遠不夠。身在其中的真實感不僅來自對環境的被動感覺，還要能與環境互動，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。對虛擬現實來說，人與“環境”的互動最主要的就是人的運動，也就是要使在虛擬環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境實在性的基本感覺。這也是虛擬現實技術中最困難的部分，這方面的研究大多還處在開發之中。

在虛擬環境中的運動主要表現的是力度和方向。這首先要求能捕獲你的全身運動狀態，并返回相應的力度和方位，比如你在虛擬現實中打回一個球，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。

虛擬現實是一個很廣泛的概念，現在大家碰到的主要是指目前階段能達到的虛擬現實技術。虛擬現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，這種復雜性對現在的各種技術能力都是很大的挑戰。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，虛擬現實則重在信息的獲得、轉換和重現；人工智能是模仿人的智能面對現實，虛擬現實則是模仿現實去面對人。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。虛擬現實技術與人工智能相結合，正在涌現出很多具有開發性的應用，比如虛擬現實藝術、增強現實等。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生影響，另一方面技術的不斷發展，也不斷地會提出新的問題，甚至是對人的創造能力和適應能力的挑戰。

人的現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），就是以現實世界為場景作游戲，人同時處在真實的環境和虛擬的游戲中，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。

更進一步就是在現實中引入虛擬現實，這就是所謂的“增強現實”。比如在辦公室里出現虛擬但可以互動的現場會議，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”）正在引發全球游戲熱潮。“精靈寶可夢GO”是基于手機衛星定位（GPS）的增強現實游戲，通過手機在真實地理位置上出現虛擬的“精靈”（寵物、怪獸）和道具，玩家以訓練師和主人角色在現實與虛擬相結合的環境中發現、捕捉、寵養各種不同的精靈，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。人既在現實中，也在游戲中，現在還可以在現實與虛擬的混合中。

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

俗語說，人生如戲，就是說現實與虛擬無分真假，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想上，“虛擬現實”這個概念帶來的實際價值和啟發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）