虚拟现实:人机交互
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虚拟现实的类型

“虚拟现实”通常被用作营销的流行语,来描述那些吸引人眼球的交互式视频游戏以及3D电影和电视节目,但这些都算不上虚拟现实,因为它们都不能让你完全或部分地沉浸在一个虚拟世界中。在手机应用商店中搜索“虚拟现实”,你会发现数百个热门应用。尽管小小的手机屏幕几乎不可能创造令人满意的虚拟现实体验。但是诸如交互式游戏和计算机模拟之类的东西肯定能部分满足我们之前对于虚拟现实的定义,所以构建虚拟世界的方法显然不止一种,虚拟现实也不止一种类型。以下是一些比较重要的虚拟现实类别:

全沉浸式虚拟现实

为了获得完整的虚拟现实体验,需要达到三个条件。首先,要有一个可信且细节丰富的虚拟世界供用户探索;换句话说就是要有一个计算机模型或者模拟。其次,要有一台功能强大的计算机来实时探测我们的行为并相应地调整我们的体验,这样一来,我们看到或听到的一切就会变化得和我们自身的行动一样快,就像在现实中一样。第三,要有与计算机相连的硬件使我们在四处走动时完全沉浸在虚拟世界中。通常,我们需要戴上所谓的头戴式显示器,它装有两个屏幕且支持立体声效,还要戴上一只或一双感知手套。或者我们可以在一间装有环绕声扬声器的房间内走动,变化的图像不断从外部投影进来。我们将在后续更详细地探讨VR设备。

非沉浸式虚拟现实

家用PC上高度逼真的飞行模拟器称得上是非沉浸式虚拟现实,尤其是在它使用了非常宽的屏幕,配备了耳机或环绕声功能、逼真的操纵杆和其他控件时。不是每个人都希望或需要完全沉浸在替代现实中。建筑师可能会构建一栋新建筑物的精细3D模型来向客户进行展示,客户可以通过移动鼠标在电脑上探索该建筑模型。大多数人会将这归类为一种虚拟现实,虽然它没有让人完全沉浸其中。同样,计算机考古学家为遗失已久的古地点构建迷人的3D重建,人们可以在其中四处走动并进行探索。虽然它无法带你穿越回几百几千年以前,也无法造出史前的声音、气味和味道,但它提供的体验要比看几幅油画甚至一部动画电影丰富得多。

协作虚拟现实

那么像《第二人生》和《我的世界》等以虚拟世界为背景的游戏呢?它们能算得上是虚拟现实吗?尽管它们符合我们的前四个标准(可信、交互式、用计算机创造和可探索性),但它们并没有满足第五个条件,它们并没有让你完全沉浸。但这些游戏有一个功能是最前沿的虚拟现实无法提供的,那就是协作。协作的理念是让用户与其他人共享(通常是实时的或近乎实时)虚拟世界中的体验。未来,协作和共享对于虚拟现实来说可能会变得越来越重要。

基于网络的虚拟现实

虚拟现实是20世纪80年代末和90年代初最热门、增长最快的技术之一,但是在此之后,万维网的迅速兴起大大削弱了人们的兴趣。尽管计算机科学家开发了一种在网络上构建虚拟世界的方式(使用类似于HTML的虚拟现实标记语言VRML),但普通人更加感兴趣的是如何利用网络所提供的新渠道来接触真实世界的,也就是如何通过社交媒体查找和发布信息、商店以及与朋友分享思想、想法和经验。随着Facebook对虚拟现实技术的兴趣日益浓厚,虚拟现实的未来可能是基于网络又能协作共享的。

增强现实

智能手机和平板电脑之类的移动设备已经把曾经超级计算机的功能放到了我们的手中和口袋里。如果我们正在世界各旅行,也许正参观着金字塔之类的历史遗迹或从未到过的引人入胜的外国城市,这时我们想要的不是虚拟现实,而是对我们眼前所看到的现实的增强体验。这样的需求催生了增强现实(AR)的理念,举个例子,当你把智能手机对着某个地标或瞩目的建筑物时,增强现实就会自动弹出与其相关的有趣信息。增强现实就是将我们体验到的现实世界与我们在网络上共同创建的广阔的虚拟信息世界联系起来。这两个世界都不是虚拟的,但是同时探索和浏览两个世界的想法的确与虚拟现实有一些共同之处。例如,移动设备如何确定其精确坐标?当你在城市中漫步时,平板屏幕上看到的内容如何变化?从技术上讲,这些问题与虚拟现实系统开发人员必须解决的问题相类似,因此增强现实和虚拟现实之间存在紧密的联系。