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揭开VR神秘面纱 探其理论本质

2016-06-12 14:57
棒棒书香
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  要了解虚拟现实的定义,首先要知道什么是真实,什么又是虚拟?

  如果说“客观物质”就代表真实,那我们如何去感知这些客观物质呢?中国有句古话叫“眼见为实”,是不是眼睛看到的就是真实的呢?科学家告诉我们,人类看到的、听到的、闻到的、品尝到的、触摸到的东西,都不过是外界刺激的“简化版”。比如一般人只能看到波长在380~780nm之间的可见光,紫外线、红外线以及其他区我们则无法看到(图1-1),看不到的紫外线、红外线却是真实存在的。

  图1-1 可见光区域

  即便是可见光,不同人眼中的景象也完全不同,近视的人看东西模糊不清,色盲的人不能区分特定的颜色。就像曾经在网络上引起争议的蓝白裙子,你看到的颜色也许和别人就是不同。动物眼中的世界也是不同的,皮皮虾拥有十六种感受颜色的视锥细胞,它们眼中的世界更加色彩斑斓;猫狗看到的世界色彩单调,但它们确有出色的夜视能力;有些蛇的视力很弱,但它们能通过红外线感知周围。正因为有着诸多的差异,不同人感受着不同的“真实”,“真实”变得更加扑朔迷离。我们看到的、听到的、闻到的、品尝到的、触摸到的东西,仅仅只是一种被“低解析度”的表象。人类所拥有的感官是有限的,还有很多“真实”我们感受不到,“真实”远远比我们能够感知的东西要丰富。

  “虚拟”是“真实”的相对概念,但虚拟的东西,如果能够给我们足够多的“感知”,我们也会认为它是真实的。我们常常做一些奇妙的梦,梦中的故事设定很拙劣,情节不连贯,甚至人物的身份都飘忽不定,但我们在梦中很少能意识到这些都是“假”的,意识到这些只是梦境虚拟出来的。我们在梦中或开怀大笑、或泪水涟涟,甚至醒来也无法释怀,为什么大脑会被“梦境”欺骗呢?因为大脑接收到信息,并不在乎这些信息是真是假,只要他能完全的反应出“真实”,那么它就是真实的。

  许多人都有过走神做白日梦的经历,我们身处闹市,但心智却把我们带到了宁静的乡村,大脑甚至屏蔽了周围所有真实的感觉,任由思绪飞舞,直到别人伸手推一下你或是在你眼前挥舞一下才会打断你。这个过程有时只有几秒,有时却也漫长,这段时间内我们的大脑就算在进行一次虚拟的精神漫游。欺骗大脑另一个经典的案例,1896年,美国加州大学伯克利分校的教授乔治·M·斯特拉顿做了一个视觉实验。他戴上一个棱柱眼镜,这个眼镜会让眼睛看到的东西上下颠倒,就像倒立着看世界一样。但经过短暂的适应之后,斯特拉顿的大脑被彻底欺骗了,即使他戴着棱柱眼镜,大脑也会把倒立的世界处理成正常的方向,就好像没戴眼镜一样。所以,只要给出正确的感知体验,我们很容易就能进入“虚拟”世界。

  Oculus的首席科学家Mike Abrash曾这样说:“即使我们可以看到这么多东西,但是这对于大脑重构整个世界来说信息量还是太少了,所以在几亿年的进化中,大脑开始会不断地训练它自己,来进行‘补充’和‘猜测’,从而用有限的信息来重构整个世界。所以事实上,人们认为自己看到的东西,并不是真正就是那个东西真实的样子。”人类就像一个外接多种感应器的CPU,但是充满BUG,易受干扰还会自我脑补。来自视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等感觉反馈到大脑中,大脑进行编译之后形成了我们认为的“真实”,但这未必就是客观的“真实”。举两个简单的例子,图1-2中,线条1和线条2哪个更长?看起来线条二更长,但实际上他们一样长,不相信可以找个尺子量一下。

  图1-2 哪个线条更长?

  图1-3中,试试用双眼盯着中心的黑点看,看周围的色块是否会慢慢消失。从例子中可以看出,眼见也会有不为实的时候。

  图1-3 会消失的色块

  写了这么多,就是要告诉大家,虚拟现实之所以能够实现,最大的原因就是我们对“真实”的感知来源于有限的刺激,只要虚拟现实能够让这些“刺激”看上去更真实、交互上更自然,我们的大脑融入虚拟现实只是时间问题而已。虚拟现实设备也许并不需要去复制一个真实的世界,它只需要输入正确的内容,满足人类感官的需求,模拟大脑重构世界的过程,就能让我们觉得这就是“真实”。未来,当虚拟现实进入神经科学领域,我们也许能创造一个像《The Matrix(黑客帝国)》那样的虚拟世界,甚至创造一个现在根本无法相信的新世界,或许,我们在虚拟世界中是一只蝴蝶也不可知。

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