自西班牙古巖洞中發(fā)現(xiàn)了史前古人類刀耕火種的活動壁畫以來，再現(xiàn)真實社會場景的視聽藝術(shù)夢想就伴隨著人類文明發(fā)展，在歷史長河中不斷創(chuàng)新和完善。能夠隨時體會像夢一樣的動態(tài)圖像，記錄真實社會場景的畫面和聲音，能夠?qū)⒛X中打開的想象空間與現(xiàn)實世界投影的畫面與聲音還原并連接在一起，也是無數(shù)發(fā)明家、科學(xué)家和藝術(shù)家孜孜以求的終極人生目標(biāo)。

    活動影像高科技發(fā)展歷程

    1935年，在斯坦利·G·溫鮑姆（Stanley G. Weinbaum）所著的科幻小說《皮格馬利翁的眼鏡（Pygmalion's Spectacles）》中，主人公簡短地敘述了一種具有嗅覺、觸覺和全息眼鏡為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

    第二次世界大戰(zhàn)之后，電影和電視技術(shù)得到了快速發(fā)展。彩色、寬銀幕、立體聲技術(shù)、環(huán)幕電影相繼在電影中得到了應(yīng)用。1952年，史上第一部全景式電影《這是西尼拉瑪》公映。全景電影是一種使用了3條35mm膠片表現(xiàn)146度景物，使用6聲道磁性聲帶的立體環(huán)繞聲彩色寬銀幕電影，其觀影的目的不僅限于普通的視覺感受，還創(chuàng)新地再現(xiàn)了水平范圍內(nèi)的聽覺感受。

    1955年，美國迪斯尼電影公司將環(huán)幕電影作為一種特種電影進行了開發(fā)和研制，采用了11臺16毫米攝影及11臺放映機的環(huán)幕電影系統(tǒng)。1966年，這套系統(tǒng)改成了由9臺35毫米攝影及9臺放映機組成的環(huán)幕電影系統(tǒng)，被稱作西爾卡拉瑪系統(tǒng)。

    1962年，莫頓·海利希（Morton Heilig）制造出了一種被稱為Sensorama的機械設(shè)備。它類似于愛迪生的活動電影放映機，通過三面顯示屏來形成觀影的空間感，從而實現(xiàn)了視覺、聽覺、嗅覺和觸覺等多種感官的虛擬現(xiàn)實體驗。但是，它一次只能夠供一人觀看。

    1968年，伊凡·蘇澤蘭（Ivan Sutherland）與學(xué)生鮑勃·斯普魯（Bob Sproull）創(chuàng)造了第一個可以用于虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實的頭戴式顯示器系統(tǒng)。由于系統(tǒng)非常沉重需要掛在天花板上，所以該裝置被稱為“達摩克利斯之劍”。

    伴隨著20世紀(jì)70年代末的信息技術(shù)與計算機的興起，虛擬現(xiàn)實技術(shù)迎來了高速發(fā)展的時期。1982年，游戲行業(yè)久負(fù)盛名的美國Atari公司成立了虛擬現(xiàn)實研究實驗室。賈瑞恩·拉尼爾（Jaron Lanier）持續(xù)對虛擬現(xiàn)實的相關(guān)技術(shù)進行了研究和開發(fā)。1984年，他創(chuàng)辦的VPL Research公司在研究可視化編程語言和數(shù)據(jù)手套等虛擬現(xiàn)實設(shè)備方面取得了進展，他提出了“虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)”，使得“虛擬現(xiàn)實”成為當(dāng)下廣為人知的技術(shù)概念。

    2012年，奧庫魯斯公司（Oculus）生產(chǎn)的虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）產(chǎn)品——“Oculus Rift”眼鏡，通過國外知名眾籌網(wǎng)站Kick Starter募集到了160萬美元的風(fēng)投資金。

    2014年，奧庫魯斯公司被著名的美國社交網(wǎng)絡(luò)平臺——臉書公司（Facebook）以20億美元的價格邀約收購。這次資本市場的收購行為預(yù)示著VR技術(shù)開始復(fù)蘇。

    2015年，也就是所謂的VR“元年”，全球資本市場開始大規(guī)模投入資金，搶占工業(yè)4.0與互聯(lián)網(wǎng)+時代的新視聽傳媒市場份額，從發(fā)展的角度實現(xiàn)了VR技術(shù)的第三次爆發(fā)。

    信息技術(shù)推進下的影視藝術(shù)技術(shù)、電子游戲與VR技術(shù)的發(fā)展回溯

    當(dāng)前，信息技術(shù)的高速發(fā)展大大地推進了影視藝術(shù)和技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展進程。

    2009年，以電影《阿凡達》為標(biāo)志的影視藝術(shù)技術(shù)數(shù)字化的3D電影在全球獲得了空前的票房。而伴隨著電影產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而發(fā)生變化的文化娛樂產(chǎn)業(yè)（包括電子網(wǎng)絡(luò)游戲領(lǐng)域），也從20世紀(jì)70年代起的各種固定的游戲街機發(fā)展到了能夠在智能移動客戶端進行實時交互式的電子網(wǎng)絡(luò)游戲。

    當(dāng)下，利用智能移動客戶端可以隨時隨地自主選擇是看電影還是在互聯(lián)網(wǎng)上玩游戲、通訊抑或是自助學(xué)習(xí)。因為，輕便靈活的智能移動客戶端不僅帶有客戶端各類眼花繚亂的應(yīng)用軟件，還具備全球定位系統(tǒng)和位置感知陀螺儀。因此，智能移動客戶端是當(dāng)下實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實體驗更合適的工具之一。

    當(dāng)下的虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種綜合利用計算機系統(tǒng)圖形技術(shù)和各種顯示及控制設(shè)備接口、在計算機上生成多源的信息融合交互式三維動態(tài)視聽虛擬及真實場景、結(jié)合空間感知的“即時定位與地圖構(gòu)建”技術(shù)（Simultaneous Localization and Mapping,簡稱：SLAM），使得設(shè)備實時獲取周圍的環(huán)境信息，精確地將虛擬物體放在正確的位置，利用觀者的實體行為數(shù)據(jù)提供觀者沉浸于該仿真的虛擬環(huán)境中的一種新媒體視聽新技術(shù)。

    1994年，蘋果公司在其全球開發(fā)者大會中展示了QuickTime VR技術(shù)。它可以將照相器材拍攝的圖片或者三維工具生成的圖片構(gòu)建起一個虛擬的真實場景和物體，在播放器中由觀者選擇觀看。

    QuickTime VR具有沉浸交互自主特點，除了QuickTime VR技術(shù)之外還有計算機端的電子游戲，特別是第一人稱視角的角色扮演游戲。顧名思義，就是以游戲參與者的主觀視角來進行游玩。游戲參與者不需要像別的游戲一樣操縱屏幕中的虛擬角色來進行，而是在虛擬空間環(huán)境中以“扮演角色”的身份身臨其境地體驗游戲帶來的視聽沖擊，這就增強了游戲的主動性和真實感。在這種角色扮演游戲中，游戲參與者往往負(fù)責(zé)扮演角色在一個寫實或虛構(gòu)世界中活動，并在多個計算機設(shè)計的關(guān)卡地圖中通關(guān)完成任務(wù)�！妒姑�召喚》就是一個第一人稱射擊游戲。游戲參考了大量的電影電視劇情節(jié)，而游戲參與者則扮演電影《兵臨城下》的瓦西里，可以縱橫在電影《最長的一天》和電視劇《兄弟連》的情節(jié)中奮勇殺敵。而在游戲《極品飛車》中，游戲參與者甚至可以選擇自定義的賽車在各種虛擬現(xiàn)實的場景地圖中一試身手。

    計算機端的電子游戲是實時交互的媒體，其制作方法不同于電影電視的拍攝剪輯，而需要利用計算機的編程語言來編寫“游戲引擎”（Game Engine）和使用軟件開發(fā)工具SDK（Software Development Kit）來進行游戲項目的開發(fā)，加上美術(shù)與聲音素材的參與，再利用計算機中央處理器和圖形顯示芯片才能投射到固定端的顯示設(shè)備和聽音設(shè)備上，帶來視聽的完美呈現(xiàn)。如在《使命召喚》中，游戲設(shè)計者采用了“戰(zhàn)栗”的Quake引擎；而《極品飛車》則采用了“霜凍”的Frostbite引擎。當(dāng)下，智能移動客戶端的電子游戲也有大量采用Unity引擎和“虛幻”的Unreal引擎。一般來講，電子游戲不同于電影的整體播放，“關(guān)卡模式”的電子游戲一般都要分為若干個章節(jié)，讓游戲者在不同的虛擬場景中與各種角色或道具發(fā)生交互行為。因此，其游戲高度逼真的視聽娛樂沉浸感就使得游戲參與者津津樂道，從而獲得巨大的認(rèn)同和成功。

    2014年，Unity公司作為第一個支持Oculus Rift眼鏡的引擎，吸引了大批開發(fā)者投身虛擬現(xiàn)實VR項目的開發(fā)中，從而正式打響了這場VR之戰(zhàn)。2015年，MWC 2015中的HTC公司與曾制作《半條命》（Half-Life）等獨創(chuàng)電子游戲的Valve公司聯(lián)合開發(fā)的VR虛擬現(xiàn)實頭盔產(chǎn)品HTC Vive亮相。

    到了2016年，對開發(fā)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的Magic Leap公司的風(fēng)險投資越演越烈。在完成了C輪的融資后，Magic Leap公司的估值至少已達到了45億美元，徹底導(dǎo)致了2016年虛擬現(xiàn)實VR產(chǎn)業(yè)的大爆發(fā)。

    2016年7月6日，由任天堂公司、Pokémon公司和谷歌Niantic Labs公司聯(lián)合制作開發(fā)的增強現(xiàn)實寵物養(yǎng)成對戰(zhàn)類、角色扮演類智能移動客戶端游戲——《精靈寶可夢Go》虛擬游戲在美國、澳大利亞、新西蘭首發(fā)開放下載。

    《精靈寶可夢Go》中的游戲參與者可以通過智能移動客戶端在現(xiàn)實世界里發(fā)現(xiàn)精靈，進行捕捉和對戰(zhàn)。游戲參與者作為精靈訓(xùn)練師抓到的精靈越多會變得越強大，從而有機會抓到更強大更稀有的精靈�！毒�靈寶可夢Go》打破了以往游戲只能在設(shè)備所在場所游玩或者完全與游玩場所無關(guān)的設(shè)計，將大量虛擬寵物角色放到真實的地域中，在不同的地域設(shè)置道館展開抓捕和戰(zhàn)斗。將游戲參與者帶到城市的各個角落，走出去而不是“宅”在家成為了這款VR游戲的主題。

    目前來看，世界范圍內(nèi)已開發(fā)或正在開發(fā)的虛擬現(xiàn)實概念、技術(shù)及其應(yīng)用產(chǎn)品的公司如雨后春筍般層出不窮。因此，如何在虛擬現(xiàn)實這個大的技術(shù)概念范圍內(nèi)進行合理的分類，以及辨識VR的不同技術(shù)、VR產(chǎn)品的層次及其發(fā)展模式就成為了研究者一項必不可少的工作。目前，有關(guān)VR的國際技術(shù)分類標(biāo)準(zhǔn)及其定義仍有待進一步的確定。相信有關(guān)VR的開發(fā)技術(shù)將會隨著國際標(biāo)準(zhǔn)的正式公布而更加完善。

    VR技術(shù)概念分類簡介

    VR技術(shù)分為虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱：VR）、增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱：AR）、混合現(xiàn)實（Mixed Reality，簡稱：MR）、影像現(xiàn)實（Cinematic Reality，簡稱：CR）、360度VR影視（360 Virtual Reality，簡稱：360 VR）等。如何區(qū)分增強現(xiàn)實AR和混合現(xiàn)實MR，簡而言之，即，VR是所看到的一切都可以判斷是假象；AR是能判斷哪個是真的，哪個是假象；MR是已經(jīng)無法判斷哪個是真的，哪個是假象。

    現(xiàn)階段，開發(fā)制作VR、AR、MR及CR的工具引擎主要有Unreal、Unity、Cryengine、TORQUE、COCOS、UNIGINE等。目前正處在VR的開發(fā)發(fā)展期。所以，盡管是群雄割據(jù)但還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。基本上還是各說各的為多。所以，有條件還需要進一步地開發(fā)出通用的VR硬件裝備加入到混合現(xiàn)實（MR）及影像現(xiàn)實（CR）的內(nèi)容制作及播放環(huán)節(jié)中。同時進一步改造現(xiàn)有的傳統(tǒng)影院，以適合發(fā)展中的各種形態(tài)和制式的虛擬現(xiàn)實還放體系。

    虛擬現(xiàn)實“元年”的時代展望

    一百年來，人類對感受視聽媒體新方式的技術(shù)探求和對無限自由交互體驗的憧憬在當(dāng)下虛擬現(xiàn)實技術(shù)爆炸的條件下已得到了初步的成果。當(dāng)今中國的文化建設(shè)也發(fā)展到了一個新的階段，新媒體近兩年來大規(guī)模的崛起帶動了中國文化藝術(shù)市場進一步繁榮的新契機。2015年中國電影票房超過440億元人民幣，2016年的第一季度更是達到了145億元人民幣，2月份的中國電影票房成為了世界第一名。因此，已煥然一新的新媒體今后必將成為“新常態(tài)”時期我國文化與經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。

    通過研究互聯(lián)網(wǎng)+時代背景下的虛擬現(xiàn)實視聽新媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢及藝術(shù)發(fā)展創(chuàng)新模式，可以為不斷深化推進國家“供給側(cè)改革”及增進國家“軟實力”注入源源不斷的新活力。而虛擬現(xiàn)實內(nèi)容創(chuàng)作所必要的攝影、錄音、動作捕捉、視頻音頻剪輯、特效合成、游戲引擎開發(fā)等基本技術(shù)元素現(xiàn)在業(yè)已成熟。所以，結(jié)合電影、動畫、電視、游戲的特長之后而演變出來的全新的，具備了實時、沉浸、交互、構(gòu)想、自主、變化與藝術(shù)特征的虛擬現(xiàn)實視聽新技術(shù)，我們可以用“數(shù)字蜃景”來描述這一個在“互聯(lián)網(wǎng)+時代”背景下出現(xiàn)的新概念。因此，了解和掌握現(xiàn)階段的虛擬現(xiàn)實發(fā)展概況，由此也可以發(fā)現(xiàn)和推想出如下一些未來發(fā)展中亟待解決的新問題。

    高效的“小型化”裝備

    通過研究對比發(fā)現(xiàn)，前階段的VR裝備基本上可以滿足虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和360度VR影視的需要。利用計算機連接的VR頭戴式眼鏡和安裝了VR App的智能移動客戶端嵌入到頭戴式裝具，如VR BOX，可以基本完成第一人稱角色扮演游戲的娛樂活動，也可以用來觀看360度VR影視作品。但是，進入到混合現(xiàn)實和影像現(xiàn)實的需求程度，則受制于硬件裝備的效能和尺寸、能耗的影響。特別是圖形服務(wù)器、高耗能工作站級別的裝備器材不能隨身攜帶。因此，MR及CR層面的硬件開發(fā)仍需要經(jīng)歷一個打破科技瓶頸的技術(shù)開發(fā)過程，需要在硬件顯卡及中央處理器的功耗效率上進行深度的改良完善。只有在此過程完成之后，才可能形成徹底的模糊真實世界與虛擬世界邊界的自由自在的移動虛擬現(xiàn)實體驗。

    快速的“恐怖谷”跨越

    由于目前虛擬現(xiàn)實設(shè)備受制于硬件裝備效能的影響，在MR及CR層面上的虛擬人偶角色的開發(fā)將會遭遇“恐怖谷”問題。

    “恐怖谷”理論是日本機器人專家森政弘在1970年提出的關(guān)于人類對機器人和其他物體感覺的假設(shè)理論。森政弘認(rèn)為，人偶玩具或機器人的仿真度越高人們越有好感，但當(dāng)達到一個臨界點時，這種好感度會突然降低，越像人越會產(chǎn)生反感而且會引起恐懼。因為整個機器人有著非常僵硬恐怖的感覺，觀者面對機器人有如面對行尸走肉。所以心理恐懼感受會降至谷底。所以，稱之為“恐怖谷”。而當(dāng)機器人的外表、動作和人類的相似度再繼續(xù)上升的時候，人類對他們的情感反應(yīng)又會變回正面，貼近人類與人類之間的移情作用。

    因此，開發(fā)者要繼續(xù)提升硬件裝備效能，以使得虛擬人偶角色能夠快速地跨越“恐怖谷”，達到逼真的人物形象感受，才能繼續(xù)有效促進虛擬現(xiàn)實內(nèi)容的豐富和發(fā)展。

    心動的“性價比”挑戰(zhàn)

    2007年，iPhone智能手機的出現(xiàn)打破了智能移動客戶端發(fā)展停滯不前的僵局，開啟了智能移動客戶端應(yīng)用App的新天地，智能移動客戶端變成了人人必備的重要工具。

    目前，利用計算機連接VR頭戴式眼鏡和安裝了VR App的智能移動客戶端嵌入到頭戴式的VR BOX虛擬現(xiàn)實裝備也正處在發(fā)展期，類似魚龍混雜、群雄蜂起的中國歷史“春秋時期”。高性能的設(shè)備，如Hololens的價格約3000美元；而Magic Leap據(jù)估算成本大約在高性能圖形工作站之上；即使是滿足一般需要、能夠觀看360度VR影視內(nèi)容和增強現(xiàn)實的智能移動客戶端也大于3000元人民幣。而資金雄厚、眾望所歸的Magic Leap僅計劃在兩年內(nèi)推出普通客戶版本的頭戴式眼鏡，完成從目前大于5000美元過渡到500美元的成本演化之路。

    因此，如何提高性能減低價格，又使得設(shè)備小巧玲瓏、令人賞心悅目則是虛擬現(xiàn)實設(shè)備發(fā)展期所不得不面臨的重大挑戰(zhàn)。

    規(guī)避“魔域煞星”玩家

    《精靈寶可夢Go》游戲有效地打破了游戲參與者“宅”的屬性，讓參與者廣泛游歷于城市田野，使得游戲參與者獨自的封閉空間變成了開放環(huán)境下的運動參與。

    由于專心致志地捕捉“精靈寶可夢”和對戰(zhàn)有可能忽視真實環(huán)境出現(xiàn)的危險，這個游戲推出之后不久就引發(fā)了眾人對于安全問題的議論。游戲者在各種情況下都有精靈捕捉的欲望，美國白宮也必不可免的成為了游戲的“道場”，甚至美國國務(wù)院每日新聞簡報都會成為記者的抓寶點。

    因此，如何避免虛擬現(xiàn)實中的某些內(nèi)容突然成為熱門的社會焦點，避免虛擬現(xiàn)實游戲的參與者在游戲中出現(xiàn)不受歡迎甚至有危害的狀況、并成為公共場所的“魔域煞星”，也是需要游戲開發(fā)者與使用者以及旁觀者深入研究與討論的問題。

    日升月落中孕育著日新月異，平凡之中隱藏著偉大的發(fā)展契機。

    當(dāng)下的中國在虛擬現(xiàn)實發(fā)展模式所進行的研究是基于2015年政府工作報告中的重要主題——“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的基礎(chǔ)上所進行的。我們認(rèn)為，互聯(lián)網(wǎng)+時代不僅是中國經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的“新引擎”，而且新事物的誕生可以滿足大眾迫切的文化需求，同時還創(chuàng)造了新的文化形態(tài)，這將深刻改變中國的面貌。

    因此，伴隨著VR“元年”的到來，在文化層面對于虛擬現(xiàn)實的發(fā)展及未來形態(tài)演進方面所進行的研究，不僅可使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)新興產(chǎn)業(yè)進行深度的融合，而且還可以創(chuàng)造出新的發(fā)展生態(tài)來提升全社會的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。

    （作者侯明系北京郵電大學(xué)世紀(jì)學(xué)院藝術(shù)與傳媒學(xué)院講師。作者姚國強系北京電影學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。）

    中國藝術(shù)報 數(shù)字藝術(shù)�？� 第24期 2017年3月22日