未来科技体验馆 10 | 虚拟现实将如何颠覆娱乐体验？
如果有一种技术可以被用于娱乐，那它就一定会被用于娱乐，没有例外。在人类最伟大的技术发明中，印刷术被用来印刷小说，蒸汽机和飞机被人们用于旅游，灯泡和交流电被人们用于过夜生活，电视机被用来看肥皂剧，而计算机和互联网更是娱乐的最佳工具。文化评论家尼尔·波兹曼写过一本很著名的书来控诉电视时代，书名就叫《娱乐至死》。如果用一句话来概括这本书的主要内容，那就是，毁掉我们的，并不是我们憎恨的东西，而是我们最爱的那些东西。尼尔·波兹曼很担心娱乐会毁掉我们的文化，但他自己也没能在书中拿出可行的解决方案。他甚至自我解嘲的说：“通过电视这种媒体来呼吁大众少看电视，这本身就是一种嘲讽。”[1]尼尔·波兹曼去世于 2003 年，他没能经历这个人人捧着手机的移动互联网时代。但是，这种关于娱乐的嘲讽仍然在继续，因为那些呼吁我们放下手机的文章和视频正在我们朋友圈和微博中被疯狂的转发和点赞。不知道你怎么看波兹曼的担忧，在我看来，波兹曼是杞人忧天。
我们为什么如此的热衷于娱乐呢？按照生物学家普遍认同的一种解释，娱乐，其实是促进我们学习的底层机制。你没有听错，娱乐确实就是为了学习而存在的。当我们适度的关注未知的东西时，我们的身体就会产生多巴胺来鼓励我们的行为。娱乐产生的快乐感受就来自于此。- 如果我们接触的信息完全没有新鲜感，那么我们的身体就会发出信号，让我们觉得无聊。
- 如果我们对未知的东西过分关注，我们的身体也会产生倦怠感来警告我们，这是耗费能量过高的举动。
- 如果我们的身边充斥着大量未知的东西，身体就会用恐慌感来警告我们远离危险。
你看，其实我们并不用担心我们会娱乐至死，因为娱乐本质上就是一种学习机制。虽然学习的速度不算快，但却总是在慢慢进步的。现在，已经有越来越多的人认识到，把知识变得有趣，让人们循序渐进的接受知识是一件非常重要的事情。在不违背科学精神的大前提下，让节目听起来更有趣，也是我做科普节目的第一目标。所以说，想要创造出令人愉悦的娱乐体验也是要讲求科学方法的。我们必须要让我们的大脑处在耗能较低的轻松状态，同时又要想方设法的让大脑收获到有价值的信息。如果接受同样多的有效信息，大脑承受的负担越轻，我们的娱乐体验也就越好。- 而越是具体的信息，大脑就越是可以凭借本能接收，大脑的负担也就越小。
那么有没有什么技术比视频更加具象和真实，能够让大脑在同等能耗下接收到更多信息呢？有。这就是虚拟现实技术。
我们平常在街上行走，四周充斥着大量的信息，但我们的大脑却从未因此感觉到疲劳。这是因为我们的大脑就是为了处理这类信息而生的。如果我们能精确的模拟真实世界的感受，就必然能创造出极致的娱乐体验。在这部电影中，就描述了一个虚拟现实技术全民覆盖的社会。在电影中的虚拟世界名叫绿洲。在绿洲中，存在着无数个极致真实的游戏场景，从赛车场到童话世界，从武侠世界到外星球，只要你想得到的，绿洲里全部都有。绿洲中的世界无比美好，美好到让人们对解决现实中的问题已经毫无兴趣。在现实世界中的人们，关心的就只有吃饭睡觉以及购买体验更好的虚拟现实装备，剩下的时间，人们就会带上头盔，在绿洲中度过。
那么，《头号玩家》中描述的世界到底距离我们有多远呢？下面就让我们把各种感官拆解开来，一件一件的分析一下。想要让虚拟的物体在虚拟现实场景中看起来真实，并不是一件简单的事情。2010 年，乔布斯在 Iphone4 发布会上发明了一个新词汇，叫做视网膜屏。视网膜屏的意思是，只要每英寸像素密度达到 300 个以上时，我们的视网膜就分辨不出屏幕上的像素点了。那么是否意味着，我们现在的屏幕，已经能够完美的模拟视觉了呢？很遗憾，并不是这样。首先，在佩戴 VR 眼镜时，我们的眼睛距离屏幕更近，而且 VR 眼镜的镜头是一个放大镜，在放大镜的作用下，我们更容易分辨出屏幕上的像素点。VR 眼镜的参数中有一个重要概念，叫做 PPD，意思是每 1 度视角内，有多少个像素点。还拿 Iphone4 举例，Iphone4 的屏幕宽度上有 640 个像素点，平常我们使用手机的时候，手机的屏幕在我们眼中所占的视角大约是 10 度，那么，我们就可以说，Iphone4 的屏幕分辨率是 64PPD。我们人眼的极限分辨能力是 60 PPD，所以在使用 Iphone4 的时候，我们是无法分辨出屏幕上的像素点的。这时候的 Iphone4，可以算是名副其实的视网膜屏。但是，如果把 Iphone4 的屏幕用于虚拟现实，那可就远远不够用了。在可以转动眼球的情况下，我们一只眼睛的最大视角可以达到 180 度。Iphone4 屏幕的纵向分辨率是 960 个像素，如果用 960 个像素来覆盖 180 度的显示视角的话，那么就只有可怜的 5.3 个 PPD 了。当然，现在的 VR 眼镜已经进入了 4K 屏时代，也就是一只眼睛可以分配到 2000 像素。而为了增加分辨率，主流的 VR 眼镜会缩小视野范围，只显示最重要的 100 度视野。这样，现在的 VR 眼镜就可以实现 20 PPD的分辨率了。虽然，100 度的单眼视角和 20 PPD 的分辨率，距离真实的视觉体验还有不小的差距。不过，以目前的显示技术的发展来看，我们要制造出人的肉眼眼完全无法分辨真伪的显示设备，并不存在科学原理上的瓶颈。我们只需要不断的提高液晶屏幕的制造工艺，就一定能够最终实现这个目标。为了实现沉浸式的体验，虚拟现实一般是用耳机来播放声音的。在听音乐的效果上，同等价位的耳机的音质表现总是超过音响的，所以你可能会以为，耳机在模拟听觉方面也会比音响表现更好。事实上，这是一个对耳机的重大误解。耳机在音质上的确有天然的优势，但是在模拟立体听觉方面，耳机可就不太擅长了。可以想象一下，如果采用音响系统来模拟一架飞机从头顶飞过，那么位于头顶的音箱很容易就能让我们不必抬头去看，也能清楚的知道飞机位置。但是，如果我们佩戴的是一个耳机，无论耳机的音质有多好，仅仅靠左右耳的音量调节，是不可能模拟从顶部发出声音来。在虚拟现实场景中，模拟声音的方向比更高的音质要重要得多。想让紧贴在耳朵上的耳机，模拟出来自四面八方的声音，就必须要靠算法来帮忙。不同方向的声音，除了要调节左右两个耳机的音量外，更重要的，是要模拟出两个耳朵听到声音后微弱的时间差来。而且，当我们转头的时候，由于两个耳朵与声源之间的距离发生了改变，声音到达耳朵的时间也会发生细微的改变。我们就是通过这种细微的差别来辨别声音的方向的。目前的 VR 眼镜的耳机系统，对于声音方向的模拟还有很大的提升空间。不过，由于听觉模拟依赖的只是算法，而算法的发展不存在科学瓶颈，所以听觉模拟也并不存在科学瓶颈。我们在看到优秀的舞台节目时，常常会用视听盛宴这个词来形容。这就充分说明了视觉和听觉这两种感官在娱乐中的重要性。但是，光有视觉和听觉的模拟还是远远不够的。我们还需要触摸。在现实生活中，除了眼睛和耳朵之外，我们的手肯定是与周围的事物交互最多的器官了。在光线昏暗的时候，我们就会主动伸出双手，挡在身体前面慢慢探索。这时候，触摸甚至比视觉更加重要。然而，想要完美的模拟触觉，却是一件无比困难的事情。想想看，明明手里面没有抓着东西，但却想要让人感觉到抓到了东西，这是一个多么困难的任务。现在最常用的触觉模拟手段，就会使用体感手套。每一只体感手套中，都装有高精度的惯性测量单元和几十个运动传感器，每一个手指的关节处还装有带有力反馈的外骨骼。玩家手指的每一个动作，都会被捕捉并且传回到处理器中，而虚拟现实中的虚拟物体碰撞则会通过外骨骼传递给手套，让手套产生抓到东西的感觉。不用我说你就能猜到，这么一个超级复杂的手套，必然是价格不菲的。目前体感手套这类产品的主要用户还是谷歌、微软、航空航天局、国家电网等超级企业。虽然体感手套能找到合适的应用场景不是坏事，但这些不差钱儿的企业客户却让这类产品把性能放在了第一位，反而失去了向大众市场发展的动力。所以，虽然体感手套技术有着不错的技术储备，也没有遇到科学瓶颈，但因为目前的应用方向主要是科研领域，缺少降价的动力，所以它的技术飞轮目前也很难推动起来。解决完手触摸和抓握物体的问题后，就该解决脚走路的问题了。如果玩家站着不动，而是使用游戏手柄之类的设备在虚拟场景中移动，不仅会感觉到不真实，更容易产生疲劳和眩晕感。这是因为移动的画面与没有移动的身体之间产生了感知冲突造成的。但是，如果允许玩家带着 VR 眼镜四处行走，就会撞上现实中的物品，这当然也不行。所以，我们必须想办法允许玩家迈开双脚走路，但又要确保玩家停留在原地，这就是运动模拟。第一种方案可以叫做滑动式万向跑步机。虽然名字叫做跑步机，但它实际上就像是一个大号的婴儿学步车，玩家的腰部和大腿被固定在一个可以旋转的架子上，而脚下则踩着一个光滑的盘子。玩家迈步的时候，其实脚是在盘子上来回滑动的。很多体验过 VR 跑步机的人都说过，身体半吊在架子上的行走方式，与真实的走路还有很大的差距。第二种方案名叫履带式万向跑步机。这种万向跑步机的履带既能前后滚动，又能左右滚动，无论玩家向哪个方向移动，万向跑步机总能把玩家传送回跑步机的中央位置。在这类跑步机上，玩家真的可以脚踏实地的移动，所以体验也要比滑动式万向跑步机要好得多。履带式万向跑步机因为结构复杂，尺寸和价格也都比滑动式跑步机要高出很多，目前的应用也没有滑动式万向跑步机那么广泛。不过，履带式万向跑步机凭借良好的用户体验，将来必然会取代滑动式万向跑步机。除了上面提到的各种感官以外，虚拟现实对于嗅觉的模拟也十分重要。想想看，如果我们在虚拟世界里打开一瓶香水，如果闻不到香味，肯定是很扫兴的事情。当我们奔跑在硝烟弥漫的战场上时，如果闻不到火药味，也一定是会产生出戏的感觉的。一些虚拟现实装备的厂商从喷墨打印机身上找到了灵感。他们把多种香味剂放在不同的墨盒当中，在需要释放气味的时候，打印头就会根据程序设定，喷出不同的墨滴混合在一起，从而模拟出不同的气味来。这是一种简单易行，而且成本又不高的嗅觉模拟解决方案[2]。只是目前模拟出来的气味与真实世界的气味还有很大的差距，这条技术发展道路还很漫长。嗅觉可以模拟，味觉当然也没问题。新加坡国立大学的计算机工程博士尼米莎，就利用一个可以改变温度的电极，成功的模拟了味觉。在尼米莎看来，化学物质激活舌头上的味觉受体，而味觉受体又释放生物电来激活神经通路，这个过程本质上并不需要化学物质参与，只有生物电起作用就足够了。60-180 μA 的电流，外加电极从 20℃-30℃ 的升温，就能模拟出酸味来。
如果是 20-50μA 的低频电流，我们就能感知到咸味了。
除了酸甜苦咸鲜这几种味道以外，尼米莎的团队还成功模拟出了薄荷味和辣味。
薄荷给我们的是凉的感受，反过来，把电极的温度从 22℃ 降到 19℃，我们体验到的就是薄荷的味道了。
可能你会觉得，在虚拟现实中有必要模拟味觉吗？这是不是伪需求呢。嗯，也许你说的对，但我觉得，如果在虚拟场景中喝同一杯水，却可以根据游戏中玩家的选择，而模拟出柠檬汁或可乐的味道来，也不失是一种有趣的体验吧。虽然各种感官的模拟都已经有了对应的技术，但想要把这些技术全部整合到一个 VR 眼镜当中，还是有不小的难度的。有一家名叫 The Void 的公司用了一种另辟蹊径的方案，巧妙的规避了触觉和运动模拟设备的短板，把极致的虚拟现实体验带到了我们身边。首先呢，The VOID 认为，行走这个动作是最难以模拟的。哪怕就是一个简单的转身动作，如果不让玩家的身体重心向着转身的方向倾斜一下，玩家轻则产生虚假的感觉，严重的则可能会感到眩晕。只有让玩家真的在场景中行走，才能彻底的解决这个问题。于是，The VOID 专门为玩家打造了一个实体迷宫，让玩家头戴着 VR 眼镜从迷宫入口走进去。迷宫的面积不算大，大概只有 300 平方米左右的大小。但迷宫的路线设计的极为巧妙，有时候可以让在虚拟现实场景中行走的玩家误以为自己是在一直向前走，从而在有限的空间中创造出巨大的虚拟场景来。对于触觉的模拟，The VOID 并没有使用昂贵的体感手套。他们的方案是制作一些特殊的道具，然后让 VR 眼镜识别出这些道具，并把这些道具在虚拟场景中显示出它们应有的模样。
这么说可能有点儿抽象，我来给你举个例子。比如说，The VOID 为了实现星球大战中的激光剑效果，就特地制作了一个剑柄。当剑柄上的开关被玩家打开时，虚拟场景中的激光剑也会被激活。我们很难准确定义，The VOID 公司开发的技术算不算是虚拟现实。因为他们模糊了虚拟现实和增强现实之间的界限。他们用故事把现实中搭建的迷宫与虚拟场景绑定在一起，如果你在虚拟场景中看到了一把椅子，那么你就真的可以坐在上面，因为，在现实的迷宫中，也有一把椅子放在那里，等你坐下。The VOID 公司的这个虚拟与现实深度结合的解决方案，看似平淡无奇，但却帮我们打开了一扇大门，而大门的另一边，娱乐体验正在被推向极致。下面我们还是以 5 年作为一个节点，来提前体验一下即将到来的娱乐体验吧。未来 5 到 10 年间的某一天，你有幸受邀坐进了北京飞往广州的航班的驾驶室。在帅气的机长的引导下，你小心翼翼的参与了飞机的驾驶。2 个小时后，你把飞机稳稳的停在了广州白云机场的跑道上时，俨然已经成为了一名驾驶飞机的老手。这时候，耳边想起了空姐温柔的声音，她提示你飞机已经落地，可以摘下 VR 眼镜了。这是一次相当有趣的体验，飞机上的每一名乘客，都有机会体验一把亲自驾驶民航客机的乐趣。在未来 10 到 15 年间的某一天，你受朋友之约，要到最近新开放的网红旅游景点——侏罗纪公园去游览一番。你乘着豪华的邮轮出海，享受着迎面的海风。很快，你就看见天边的小岛上空，盘旋着几十只体型巨大的风神翼龙。下船之后，你跟着向导徒步穿越了整个小岛，虽然没有经历被霸王龙追击的场景，但也几次遇到险境，多亏向导使用武器驱赶，才化险为夷。其实，所谓的侏罗纪公元，不过就是位于南湖公园 2000 平方米的湖心小岛上的一处虚拟现实体验馆而已。但就是这小小的一块地方，却给了你终生难忘的冒险体验。在未来 15 到 20 年间的某一天，突然有一句土得掉渣的话成了流行语。“美好生活，从清晨开始。”原来，这是一款名叫“清晨”的虚拟现实社交游戏的广告语。只要你拥有一间长与宽都不少于 4 米的空房间，就可以安装这套虚拟现实套装。整个套装由一个虚拟现实头盔、一套带有外骨骼的体感服装、一个面积 16㎡ 的履带式万向跑步机和一套影院级别的音响系统组成。网上下单以后，厂家会派出工作人员来帮你安装设备并装修你的房间。房间的墙壁上会贴好隔音材料，音响系统会被固定在房间的各个角落，以便创造出最逼真的立体音效。一切就绪之后，你只需要戴上 VR 眼镜，静静的躺下，游戏就启动了。你会发现你正从一个陌生的虚拟世界中醒来。这正是“清晨”这个名字的真实含义。当你从清晨中醒来时，你已经来到一个全新的世界。除了你的金融账号以外，现实世界的一切，已经与新世界彻底隔离开来。确保你的金融账户可以使用的，是“清晨”世界中的唯一金融服务管家，来自中国的浦发银行。浦发银行在“清晨”世界创立之初，就以唯一金融合作商的身份创建了世界上第一家无界虚拟银行。在创建之初就打通了金融通道，是“清晨”世界最明智的决策。“清晨”是一个开放平台，随着越来越多的人们涌入到“清晨”的虚拟世界中，也有越来越多的公司将自己的办公地点迁移到“清晨”虚拟世界。人们甚至可以辞掉现实世界中的工作，在“清晨”中找一份新工作。我们可以上一秒钟还在小岛上度假，下一秒钟就坐进会议室里开会。我们可以上一秒钟还在异星世界与怪兽厮杀，下一秒钟就坐在公园的长椅上，打开厚厚的虚拟纸质书来读。你可以在玲琅满目的虚拟超市中闲逛，等你逛累了摘下 VR 眼镜时，刚刚选购的商品已经由无人机投放到你的收件箱里了。很多人曾经担心，“清晨”这样的虚拟世界会导致人们对现实的忽视。但是，“清晨”世界的实际发展却与人们的想象很不一样。由于浦发银行金融系统的贯通，使得虚拟世界与真实世界不仅没有彻底分开，反而结合的越发紧密。空间界限被虚拟现实彻底打破，三线城市与北上广深没有不同，虚拟世界中的创业团队也一样可以达到几万人的企业规模。人们终于可以体验到，走出会议室，摘下头盔，就能享受团圆饭的日子了。在我准备这期节目，查证资料的时间里，我其实一直怀着一个担心，那就是在虚拟现实推动下娱乐会不会把我们带到一个沉迷游戏的灰暗未来。但是，做完了这期的功课后，得出的结果还是让人振奋的。
在未来，我们可以通过娱乐轻松的学到更多的知识，我们的学习也必然会变得更轻松、更有趣。而我相信，娱乐在虚拟现实的推动下，某种意义上，也正在尝试着回归它的本质——学习。好了，各位亲爱的听众。按照原定的计划，播完今天这期节目，这个畅谈未来科技的专辑就要暂时告一段落了。我需要稍微修整一下，充充电。那大家听完了这 10 期节目，有一些什么样的感想，也欢迎您留言告诉我，每个留言我都会看。最重要的是，我很想知道，你们最感兴趣的未来科技是什么？你们希望我继续谈未来的什么话题呢？如果你想与其他人一起畅聊未来科技，也可以添加我的微信号 kexueyougushi1，我把你拉入群。okay，这就是未来科技体验馆前十期节目，再次感谢浦发银行对本节目的大力支持。如果你喜欢这个节目，别忘了点一下订阅，这样下次这个专辑更新时，你就能第一时间收到更新通知了。我是科学有故事的主播汪诘，咱们下期再见。[2]http://www.ikanchai.com/article/20181227/259354.shtmlps：京东自营独家赠送
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