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那福忠,知名電子出版專家、網路作家。
   
  虛擬實境
  那福忠 March 30, 2010
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   法國藝術家、哲學家(兼劇作家、詩人、演員、戲劇導演)Antonin Artaud (1896-1948),在他 The Theatre and Its Double (1938) 這本書裡,描述戲劇的角色、物件、影像所秉持的不過是煉金術般的幻覺,la réalite virtuelle,譯成英文是 Virtual Reality (VR),也就是後來譯成中文的「虛擬實境」。當然今天已經把劇院的舞台換成電腦,煉金術的幻覺也演變成更有建設性的實用功能,凡無法親身做的事、到不了的地方,都可以藉電腦的虛境模擬,從科學研究、工程實驗,到技術訓練、甚至娛樂電玩,虛擬實境技術的運用越來越廣。

   虛擬實境,是複雜的電腦技術,多年的經驗累積,不斷的研發,每有新的概念發展出來,上周在美國波斯頓舉行的虛擬實境會議,就展出了許多成果。位於加州的 Motion Analysis 公司,專業捉捕動作,把實際的動作紀錄下來,再用到虛擬的環境,許多電影都用到這一技術,最近的阿凡達,更是藉此拍攝立體畫面。一個人的臉上、衣服上放了許多小發光點,發光點的位置正好是活動的關節(如圖、點選放大),然後用近紅外線的攝影機拍攝這個人的動作,拍攝到的僅是發光點,這些發光點的輪郭加到虛擬的替身上,替身的動作就與真人一致的栩栩如生了。

   Motion Analysis 另外一個 VR 技術,是用來訓練拆修複雜的機械。真人的兩隻手伸進手套,就可以在畫面上看到自己虛擬的雙手,動作與真人完全一致,手指真虛動作誤差僅有一豪米,十分精準。虛擬的機械在畫面上出現,就可以用虛擬雙手卸開,瞭解機械的構造,再一件件裝回去,因為手指的動作靈活精密,可以作醫療、工業、軍事上的訓練,特別是拆卸地雷、炸彈的一類的危險動作,最需要精確的虛擬訓練。

   加州聖荷西的 Cyber Gloves,是另一家的虛擬手製造公司,把手臂套進工作站的器材裡,就能進入虛擬環境操作(如左圖、點選放大),手與臂任何動作,立即無線傳遞到電腦虛境,精準的做相同的動作。看起來複雜的工作站,當然不是單純模擬手的動作,而是虛擬環境所產生的動力,反過來回應到工作站上的人。在虛擬環境用手拿重東西,工作站上的人就感覺到手臂有重量,虛擬環境用手拉重東西,工作站上的人就感覺手臂在拉重物。如右圖(點選放大)在虛擬環境開車,工作站的人雙手握方向盤,快慢轉灣的感覺與力道,就跟開真車一樣。

   虛擬實境雖然可以用普通的電腦顯示器,有時候要用戴在頭上有如頭盔的顯示器,影像投射在小鏡片,反射到眼睛。影像可以是虛擬的、也可以是實際的,更有混合式的,實際影像外加虛擬影像或即時資訊,電影裡常見一群「獨眼龍」的士兵,戴著僅有一隻眼的頭盔衝鋒陷陣,就是用一隻眼觀看戰地、「獨眼龍」那隻眼收取相關資訊。但一般的頭盔顯示器都受視野太窄、解析度不夠精密的限制,以致不能確實掌握環境與狀況。

   位於馬利蘭州的 Sensics 公司發展的 xSight 頭盔顯示器,作了大幅度的改良,不若一般頭盔顯示器的笨重,輕便如眼鏡不需頭盔支撐(如圖、點選放大),視角也擴大到 123°,近乎人的自然視覺角度,同時以 1920 x 1200 像素的高解析度,顯示高畫質的立體畫面,在虛擬實境會場廣受注目。xSight 是經過十年的研發成果,鏡片分左右眼,每隻眼用了六片鏡片,採用有專利的光學技術組成。不過 Sensics 說這是給學術、工程、國防專用的設計,價格高達五萬美元,拿來打電動遊戲就太貴了。

   以上敘述恐怕說不清楚,建議讀者觀賞這一段影片加深概念。



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