詹姆斯·卡梅隆執(zhí)導(dǎo)的好萊塢科幻巨片《阿凡達》，讓全世界影迷見識了3D立體電影的神奇魅力。片中主人公利用高科技手段將自己的意識注入一個新軀體內(nèi)，進入一個嶄新世界的奇妙構(gòu)思更是令人拍案稱奇。
這原本只出現(xiàn)在科幻大片中的場景，或許很快就會成為我們生活中的一部分。這一切都源于一個既“幼稚”又瘋狂的想法—讓你真的成為那個虛擬世界中的一部分。
娛樂與軍事：虛擬現(xiàn)實的最早助推器
從某種意義上說，虛擬現(xiàn)實注定是人類科技史上最復(fù)雜、最“燒錢”的技術(shù)之一，因為其最大的困難在于要成功地欺騙自然歷史上最杰出的進化杰作—人類大腦。事實上，以當今的人類科技水平，要像電影 《黑客帝國》中表現(xiàn)的那樣，把個人徹底融入虛擬世界，還僅僅是一種幻想。但要給人一種進入虛擬世界的臨場感，卻未必做不到。
1962年，美國電影人莫特·海希利研制了一套號稱“未來影院”的設(shè)備。這套裝置由一塊3D顯示器、一部擺動座椅和一套氣味模擬器組成。據(jù)說，觀眾只要坐在擺動座椅上就能享受全感官的觀影體驗。但受制于當時的技術(shù)條件，實際效果很不理想，而且這與真正意義上的虛擬現(xiàn)實還相去甚遠。
由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的復(fù)雜性以及巨額的開發(fā)成本，在20世紀六七十年代，真正對其有迫切需要并愿意支付巨額研發(fā)費用的只有軍方。在當時，美國政府和軍方資助了多個有關(guān)虛擬現(xiàn)實的研究項目，主要的目標是開發(fā)一種仿真的模擬駕駛系統(tǒng)，以降低軍方的訓(xùn)練成本。這其中，最具代表性的就是美國航空航天局的“艾姆斯”項目。該項目的目標是開發(fā)一種實用性的飛機座艙模擬器，使新飛行員在地面訓(xùn)練中也能體會到近似真實飛行場景中的狀況。該項目實現(xiàn)了快速角度轉(zhuǎn)化、人機互動等關(guān)鍵技術(shù)的突破，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
不過，對于普羅大眾來說，龐大而昂貴的飛行模擬器顯然不適合放在自家的客廳里。一個更現(xiàn)實的選擇就是虛擬頭盔，也就是把虛擬現(xiàn)實設(shè)備集成到一頂“超級帽子”里。這個構(gòu)想最初是由美國計算機科學(xué)家艾凡·薩瑟蘭提出的，當時他將其稱為“終極顯示器”。這個裝置是第一種能夠追蹤佩戴者頭部動作的虛擬頭盔產(chǎn)品。但問題是它實在太重了，以至于佩戴時不得不用鋼索將其懸吊在天花板上。即便如此，薩瑟蘭的發(fā)明仍舊向世人證明了虛擬頭盔的技術(shù)可行性。
虛擬男孩：任天堂的滑鐵盧
上世紀90年代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究中心從美國轉(zhuǎn)移到了太平洋的另一端—日本。由于日本企業(yè)在消費電子領(lǐng)域建立的長期技術(shù)儲備和日本政府的大力支持，日本從20世紀90年代開始致力于虛擬現(xiàn)實技術(shù)實體化和商品化的探索。為此，很多日本企業(yè)和研究機構(gòu)不惜重金從美國延攬了大量有開發(fā)經(jīng)驗的資深工程師。
正是在這樣的背景下，當時如日中天的游戲機霸主—任天堂公司決定把虛擬頭盔作為自己的下一代游戲主機虛擬小子（VR Boy ；VR即Virtual Reality，意為虛擬現(xiàn)實）的標配。于是，任天堂公司的社長山內(nèi)溥把這個任務(wù)交給了公司技術(shù)主管橫井俊平。
經(jīng)過挑選，橫井俊平?jīng)Q定與慶應(yīng)義塾大學(xué)的科研人員合作，進行基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)。在技術(shù)部門日以繼夜進行研發(fā)的同時，任天堂的市場部門對外披露了新一代家用游戲機VR Boy的基本性能參數(shù)，明確提出其將采用32位CPU和頭盔式液晶顯示器（虛擬頭盔）等一系列先進技術(shù)。
然而，隨著項目的不斷推進，以虛擬現(xiàn)實為主要賣點的VR Boy，卻遭遇了嚴重的技術(shù)瓶頸。由于采用了尚未經(jīng)過大規(guī)模生產(chǎn)實踐的實驗室技術(shù)，頭盔式液晶顯示器在振動時會發(fā)生嚴重圖像偏移，而這種偏移會令游戲玩家產(chǎn)生強烈的眩暈感。而任天堂的主要競爭對手也抓住這一點，通過各種軟性宣傳手段，質(zhì)疑頭盔式液晶顯示器會影響青少年的視力，從而增加了市場對這種新技術(shù)的懷疑情緒。更為重要的是，由于頭盔式液晶顯示器的技術(shù)不成熟，良品率極低，急劇推高了VR Boy的單機售價。最終，作為研發(fā)主管的橫井俊平不得不放棄了頭盔式液晶顯示器的設(shè)計，讓VR Boy重新回歸于一款平庸的家用游戲機。
由于硬件規(guī)格的一再修改，原本與任天堂合作緊密的眾多第三方游戲軟件開發(fā)商，來不及開發(fā)制作相應(yīng)的游戲軟件與之配合。結(jié)果，VR Boy幾乎是以“裸奔”的姿態(tài)被推向市場。結(jié)果可想而知，新主機銷售遇冷，公司損失近800億日元。作為VR Boy計劃的總負責(zé)人，橫井俊平更是成為眾矢之的。
為了表示對頭盔式液晶顯示器研制失敗及VR Boy項目泡湯負責(zé)，任天堂的技術(shù)主管橫井俊平主動請辭，飲恨離開了辛勤奮斗多年的公司。1997年，他遭遇車禍，不治身亡。一代電玩巨星就此隕落，令人扼腕不已。而輝煌一時的任天堂王朝也就此走向衰落。
只因熱愛：催生奇跡的90后小子
從原理上看，虛擬頭盔并沒有什么特別玄妙之處。之所以會如此難以商品化，從根本上講是因為它必須能做到在我們的眼皮底下“欺騙”我們的大腦。
事實上，人之所以能看到顯示器上的畫面呈現(xiàn)動態(tài)效果，是因為視覺殘留效應(yīng)的作用。而虛擬頭盔的核心部件就是罩在用戶眼前的微型顯示器，但這種顯示器必須擁有比普通顯示器快得多的刷新率，否則哪怕是千分之一秒的延遲都能被人的視覺系統(tǒng)捕捉，從而與大腦的前庭系統(tǒng)產(chǎn)生沖突，令人感到強烈的眩暈。可以說，直到2010年前，沒有哪個技術(shù)人員或企業(yè)真正能徹底解決虛擬頭盔的眩暈問題。這個光榮的使命最終卻落在了一個名不見經(jīng)傳的美國男孩兒帕爾默·勒奇身上。
勒奇是一個標準的90后美國大男孩兒。他自幼生長在南加州，喜歡擺弄各種電器，尤其酷愛改裝游戲機。到十幾歲時，他就已經(jīng)能靠給人家修理蘋果手機賺外快了。而這些賺來的錢，無一例外都被他花在購買各種“虛擬頭盔”（頭戴式顯示器）設(shè)備上，幾乎把市面上所有的相關(guān)產(chǎn)品都搜羅了個遍。勒奇之所以對虛擬頭盔如此熱衷，完全是出于兒時那個能親身走進游戲世界的夢想。但所有這些在市面上出售的虛擬頭盔都讓他失望透頂。于是，勒奇便有了一個大膽的想法—他要自己造一個真正完美的虛擬頭盔。
為此，勒奇通過政府拍賣以及私人轉(zhuǎn)賣等渠道，用了很少的起步資金就搞到不少低價的專業(yè)設(shè)備，并開始在自家車庫里搞起了“小發(fā)明”。只是，跟那些車庫創(chuàng)業(yè)的前輩們相比，勒奇更喜歡通過網(wǎng)絡(luò)與小伙伴們分享自己的最新研發(fā)進展。
2010年11月，勒奇在網(wǎng)絡(luò)論壇上發(fā)帖，展示了他制作出的第一臺樣機。不過，與其說他制作出了一頂虛擬頭盔，不如說是造出了一個電子怪獸。由于機身過于笨重，要把它戴在頭上的話，必須同時在背上撐一個支架。而且，它只能顯示2D圖像，視角也僅有90°。在此后兩年時間里，勒奇竭盡所能改進其設(shè)計。到2012年6月時，勒奇在論壇上展示了他的PR6樣機，并將其正式命名為“裂谷”，其寓意為這項發(fā)明將填平現(xiàn)實世界與虛擬世界之間的裂谷。
慧眼識才：伯樂與千里馬故事還在上演
故事講到這里，還僅僅是一個巧手的大男孩兒制造了一件了不起的玩具而已。但是跟勒奇泡在同一個論壇里的一位業(yè)界牛人充當了他的伯樂。此人便是號稱美國電子游戲業(yè)界“技術(shù)教父”的約翰·卡馬克。卡馬克一直在論壇上關(guān)注著勒奇的研究進展。在得知勒奇已經(jīng)做出了“裂谷”后，他便給勒奇發(fā)了一個私信，希望能得到一臺樣機。由于卡馬克在游戲迷心中近乎于“神”一樣的存在，勒奇頓時有受寵若驚之感。在沒有任何附加條件的情況下，便將手邊僅有的兩臺樣機中的一臺寄給了卡馬克。
收到樣機后，卡馬克在其基礎(chǔ)上做了改進，添加了動作感應(yīng)器，并通過軟件編程矯正了屏幕下方圖像扭曲失真的問題。這改進讓“裂谷”成為了一款具有極高性價比的實用型虛擬頭盔產(chǎn)品。后來，卡馬克邀請勒奇帶著改進后的“裂谷”參加了在波士頓舉辦的E3大展。結(jié)果，“裂谷”成了那次展會上的爆炸性新聞，所有使用過“裂谷”的人都贊不絕口，稱其為“繼PC、iPhone、3D電影之后，又一個足以改變世界面貌的IT技術(shù)革命。”
2014年3月27日，美國互聯(lián)網(wǎng)巨頭、臉譜公司總裁馬克·扎克伯格宣布斥資20億美元，收購勒奇及其合伙人共同創(chuàng)建的奧庫盧斯公司。這不僅讓公司創(chuàng)業(yè)團隊成員迅速躋身億萬富豪的行列，同時也給奧庫盧斯的產(chǎn)品與技術(shù)研發(fā)提供了雄厚的資金保證。作為全球最大社交媒體的掌門人，扎克伯格之所以會在奧庫盧斯這家創(chuàng)業(yè)公司上砸下重金，是因為他認為“虛擬頭盔”不僅僅是一件游戲道具，而代表了未來IT業(yè)的發(fā)展趨勢—如今人們用社交媒體分享文字和信息，未來他們將借助虛擬頭盔分享一種鮮活的臨場感。對于勒奇和奧庫盧斯來說，有了扎克伯格這個大金主，讓他們徹底擺脫了資金困擾，可以把全部精力投入到對產(chǎn)品的改進上，而不必為回籠資金而匆匆推出尚不完善的產(chǎn)品。
不過，相比于產(chǎn)品研發(fā)，能否獲得商業(yè)成功的關(guān)鍵還在于是否會出現(xiàn)能充分發(fā)揮其效能的應(yīng)用程序軟件。否則類似任天堂VR Boy的“裸奔”戲碼又會在“裂谷”上重演。
事實上，如果新一代虛擬頭盔得到進一步的完善，并與云計算、高速互聯(lián)網(wǎng)、無線寬帶等技術(shù)相結(jié)合，無疑將引發(fā)新一輪的IT技術(shù)革命。
當虛擬與現(xiàn)實失去邊界
就如同人們正在熱議的“互聯(lián)網(wǎng)+”一樣，在即將到來的虛擬現(xiàn)實技術(shù)時代，“VR+”也將顛覆我們所有人的生活方式，一個原本只存在于科幻電影中的神奇時代即將到來。
VR醫(yī)療
虛擬現(xiàn)實技術(shù)最先可能引發(fā)革命性變化的，極有可能是在醫(yī)療領(lǐng)域。對于醫(yī)學(xué)院中的學(xué)生們來說，借助于跟蹤球、虛擬頭盔、感覺手套，他們可以在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，直接接觸人體各個器官構(gòu)造，直觀地了解人體內(nèi)部的運行機制，這比現(xiàn)有的采用教科書的方式要有效得多。
在虛擬實驗室中，學(xué)生們可以進行“虛體”解剖和各種手術(shù)練習(xí)。用這項技術(shù)，由于不受標本、場地等的限制，培訓(xùn)費用大大降低。一些用于醫(yī)學(xué)培訓(xùn)、實習(xí)和研究的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，仿真程度非常高，其優(yōu)越性和效果是不可估量和不可比擬的。例如，導(dǎo)管插入動脈的模擬器，可以使學(xué)生反復(fù)實踐導(dǎo)管插入動脈時的操作；眼睛手術(shù)模擬器，根據(jù)人眼的前眼結(jié)構(gòu)創(chuàng)造出三維立體圖像，并帶有實時的觸覺反饋，學(xué)生利用它可以觀察模擬移去晶狀體的全過程，并觀察到眼睛前部結(jié)構(gòu)的血管、虹膜和鞏膜組織及角膜的透明度等。還有麻醉虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、口腔手術(shù)模擬器等。
VR軍事
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展一直有賴于軍事領(lǐng)域的旺盛的需求，這是不爭的事實。事實上，當今世界各國，尤其是發(fā)達國家的國防安全部門早已大量裝備數(shù)字化、信息化軍事訓(xùn)練裝備。不過，受到技術(shù)水平的限制，這些設(shè)備大都還只能停留在仿真的階段。
隨著VR技術(shù)的成熟，軍事訓(xùn)練用設(shè)備將必然從仿真走向逼真。模擬訓(xùn)練可以為軍隊提供從南北兩極的冰天雪地到烈日炎炎的戈壁沙漠，從一望無際的大草原到擁擠狹窄的城市街道，從深邃海底到浩瀚太空在內(nèi)的各種作戰(zhàn)場景，讓每一個士兵都能在走上戰(zhàn)場前就成為無所不能的超級戰(zhàn)士。
甚至，當VR技術(shù)與無線通訊和機器人技術(shù)相融合后，在千里之外遙控機器人替身進行軍事行動的無人戰(zhàn)爭也有可能成為現(xiàn)實，從而出現(xiàn)單方面意義上的“零傷亡戰(zhàn)爭”，但由此也會引發(fā)一系列倫理乃至思想危機。
VR文創(chuàng)
相比之下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)給人類社會帶來的最深遠影響，或許就是重塑人類對于文化創(chuàng)意與藝術(shù)的理解。
首先受到?jīng)_擊的很可能就是如今最為火爆的3D電影，因為無論3D電影技術(shù)如何進化都無法達到虛擬現(xiàn)實所能提供的臨場感。就如同當年電視機“埋葬”了傳統(tǒng)電影一樣，虛擬頭盔中的全息電影將重新讓電影院變得門可羅雀。
而電子游戲產(chǎn)業(yè)則在即將到來的虛擬頭盔革命中，面臨一場艱難而痛苦的轉(zhuǎn)型。此前，所有基于顯示屏和手柄的游戲開發(fā)規(guī)則將被徹底顛覆，業(yè)界必須重新尋找成功路徑。很多傳統(tǒng)游戲巨頭很可能在這場即將到來的變革中黯然謝幕，而另一些如今還在孕育階段的新企業(yè)將躍入公眾的視野，書寫新的傳奇。
更為刺激的將是虛擬旅游，人們今后將不必千里迢迢，受舟車勞頓之苦，只要戴上虛擬頭盔，便能坐地日行八萬里，飽覽天下風(fēng)光。甚至一些已經(jīng)消失的景觀，像大唐長安、龐貝古城，甚至侏羅紀公園都能一一呈現(xiàn)在人們面前。如果再算上3D打印和網(wǎng)購，人們甚至?xí)耆コ鲩T旅行的動力。黃金周到景點看人頭的囧事也許會就此絕跡。
想象一下，當各種可穿戴的虛擬設(shè)備變得體積更小、更輕便、更便宜之后，甚至最終進化成一副看似普通的眼鏡后，在人們的眼前，現(xiàn)實與虛擬的界限將變得越來越模糊，城市中的街道里巷也將變成巨大的游戲場，每一個人都會成為其中的一個游戲角色。當你漫步其中的時候，甚至分不清迎面走來的到底是一個活人還是一個程序控制的機器人時，人們的生存方式、甚至對于“人”的定義都將會發(fā)生深刻的變化。
對于這一切即將發(fā)生的巨變，我們真的準備好了嗎？