这些技巧让虚拟现实感觉真实

我我站在离会议桌几英尺远的地方，准备测试一个叫"全息干扰"的东西它由头戴式显示器、动作捕捉摄像机和许多行代码组成。在桌子的边缘，以及我的手和脚踝上，都固定着小塑料球，用来在虚拟环境中追踪事物。就像二维码一样，它们帮助软件将表格解读为一张桌子。

纽约大学媒体研究实验室主任肯·佩林（Ken Perlin）向我描述说，这是“第一个由社区创建的协作式4-D时空雕塑”。然后他打开了开关。我所站的空间是一种夜间的森林空地，明亮的月亮照亮了高大的树木。当我移动我的头时，视图微妙地扭曲。“为了给你行动的自由，”他说，“我们必须让一切更加卡通化。月亮和树木就像广告牌，而不是3D。我们认为，与高保真相比，具有即时性和存在感更重要。”

但是，让虚拟现实感觉真实的不是忠诚吗？我想让风呼啸而过，当我在满多普勒的辉煌中行走。阳光应该轻轻地洒在木桌的粒状表面上，物体应该拥有真正的重量和感觉。许多业内人士都认同这种细节至上的观点。然而，另一些人认为，这是一种拜物教，掩盖了虚拟现实不仅仅是逼真的效果。就像我们体验现实本身的方式一样，它也与我们欺骗自己的方式有关。

P埃尔林知道逼真的角度。在他职业生涯的早期，他就参与了这部电影的拍摄特隆如今，它以开创性地使用电脑生成动画而闻名。他不满意视觉效果在数字上的贫乏，开始研究创造“受控随机过程”的方法，这导致了对烟和火等事物的更真实的描绘。如今，他颇具影响力的纹理效果被称为“柏林噪音”。

但佩林对无限期推进更多视觉细节的好处表示怀疑。虽然商业和游戏虚拟现实的重点是提高图形分辨率，但像素密度和真实感之间不一定存在一一对应的关系。“近视眼的人，”Perlin说，“不会认为他们生活在幻想世界中。”Perlin说，人类中心凹区域本身的最大值约为每线性度60像素，比这个值小，他说，“而你正处于细胞之间。”Perlin认为，这是最近许多电脑游戏的错误，就是把现实主义和可信混为一谈。

这在本质上描述了许多学术研究人员所认为的当前虚拟现实的游戏驱动状态。“这永远不会是真的，就像电影是真的一样，”佩林说。南加州大学创新技术研究所的研究助理教授Evan Suma（Oculus的创始人帕尔默卢克是明矾）说，他担心虚拟现实一旦新奇消退，就可能达到稳定状态；因为，正如他所说，大多数被创造的体验，虽然在图形上很复杂，但都是“沙发锁着的。”“当你们只是坐下来移动的时候，我失去了很多魔力。”

我们可以在客厅里走过一个无限的王国。

相反，当我们走路时，我们从环境中获得更多的空间线索，我们能够更加注意：这是一种认知上更丰富的体验。例如，研究表明，步行上学的孩子比开车上学的孩子能绘制出更为可靠的路线图。^1.“我们的现实感很大程度上与本体感觉有关，”Perlin说。“即使我的手是隐形的，”他说，伸手去拿桌上的一支笔，“我拿起它也不会有问题，这多亏了身体感觉、平衡和脚底的感觉。”了解空间就是在空间中移动自己。

现在，使用运动捕捉、跑步机和其他技术，创建罐装版的漫游虚拟环境已经很容易了。但是，如果不创建一些散乱的、博格式的一对一的真实世界地图，你怎么能创建一个可以真实地漫游，但却比真实世界大很多倍的虚拟空间呢客厅

当然，你是在自欺欺人。科学家们正在利用人类本体感觉中的自然误差，通过一种称为“重定向行走”的技术Frank Steinicke教授是汉堡大学信息学系人机交互学教授，他是先驱之一。（至少在非正式场合，他被认为是地球上花费时间最多的人——24小时，在沉浸式环境中短暂休息，戴着Oculus Rift头戴式显示器）Steinicke告诉我，通过重定向行走，用户可以感觉到他们正在探索虚拟城市的曲折小路，而实际上他们只是在实验室里绕圈子行走。

Steinicke说，在没有得到关于航向的反馈的情况下，在大多数情况下，我们在几十米的距离后就开始漂移，甚至是沿着我们的路径返回。这种现象在那些无休止地迷失在森林或沙漠中的人身上已经被注意到了，特别是当太阳不可见时，即使他们几乎没有覆盖任何地面。^2.在一项实验中，人们被蒙上眼睛，让他们漫游50分钟，他们开始以直径不到20米的令人惊讶的小圆圈行走。虚拟环境本身呈现出一种感知扭曲：Steinicke说，由于“不太清楚的原因”，即使虚拟空间与真实环境一一对应，受试者通常也会低估距离。

重定向行走更进一步，利用我们行走和旋转视线时产生的差异：我们可能会混淆我们所处的“光流”场与弯曲路径的对应关系，即使在笔直行走时也是如此。在实验中，沉浸在虚拟世界中的受试者并没有注意到他们的物理90度转向何时转化为虚拟空间中的80度转向。在前进速度、覆盖距离和路径曲率方面，压缩也没有被注意到。通过叠加各种误导，一个无限的虚拟空间可以映射到一个有限的真实空间。我们可以在客厅里走过一个无限的王国。

T他的感知手法，很大程度上是由于视觉在我们的感知阵列中的巨大作用，可以应用于不仅仅是行走。正如Suma所指出的，通过他所谓的“触觉重定向”，即使是手部动作也可以被重定向。通过“扭曲”虚拟环境——或者说在其中的虚拟身体的感觉——研究人员已经能够通过我们的视觉优势，将受试者的手看起来在做的事情和它真正在做的事情分离开来。

他描述了一个“有趣的演示”——被称为“一对三错觉”——在这个演示中，用户被指示在虚拟环境中拾取和堆叠立方体。用户首先在一张表上看到三个真实的立方体。当他们戴上虚拟现实耳机时，两个真实的立方体被拿走了，尽管三个立方体仍然存在于虚拟空间中。当用户接触到一个现在是虚幻的立方体时，一种微妙的视觉扭曲会使他们在现实世界中修正手的轨迹，以便他们接触到剩下的一个真实立方体。“你永远不会意识到你只接触过一个物体，”Suma说。据微软研究院的一个团队报告，用户发现这项任务“重复”——直到他们摘下耳机，看到真正发生的事情。^1.

就像我们体验现实本身的方式一样，它也与我们欺骗自己的方式有关。

研究人员不仅可以在虚拟空间和真实空间之间制造不一致，还可以使虚拟空间本身变得不可能。Suma已经创建了两个看似独立的虚拟房间，它们以某种方式占据了相同的空间，内部比外部看起来更大，这与Who博士的Tardis没有什么不同。他在实验中发现，受试者只在高度重叠时才开始注意到违反欧几里德空间规则的情况。“它们在现实世界中并不存在，”他谈到自己的不可能空间时说。“我们的感知系统没有理由对此产生敏感。”

另一方面，有一些视觉线索是不能被弄乱的。我们已经进化到密切关注地平线这样的线索，因为它们帮助我们确定方向。即使是对可视地平线或地平面的稳定视图进行非常微妙的操纵，也会导致人体不稳定。Suma说，“如果你在虚拟现实中不能完全正确地理解它，你最好把它藏起来。”

但不会有选择压力来检测非欧几里德角或扭曲空间。通过瞄准我们视觉系统中的这些软目标，科学家可以欺骗我们，让我们相信我们在一些非常了不起的空间。然而，这种假装的真正关键可能是让一个人欺骗另一个人。

B在他的会议室里，佩林突然在他自己的头戴式显示器上滑倒了，他，或者更确切地说，一个巨大的、明亮的、充满活力的人物，看起来像是某个奥运会吉祥物比赛的失利者，从我面前的空地上出现了。他挥舞着他的手，追踪着一条似乎悬在空中的线。然后，他的眼睛不再像真人了一个雪人的两块煤，他看着我。

这是一个奇妙的强大时刻。用简单的化身锁定眼睛，释放出温暖的、几乎熟悉的人际关系刺痛。你想从我这里得到什么？我能为你做些什么？仅仅是在虚拟环境中有其他人这一事实就强调了一种“社会存在”的感觉，正如媒体学者卡莉·Heeter所说的那样。“如果其他人也在虚拟世界中，这就更多地证明了这个世界的存在。”^3.在一个共享空间内的认知行为验证了你的存在和这个空间的存在。缺乏认可否定了这些东西，这与好莱坞的比喻不谋而合。在好莱坞比喻中，一个人还没有认识到自己是鬼，却徒劳地试图引起别人的注意。

我们是社交模仿者。当我们看到我们的同伴接受现实环境时，我们也被鼓励接受它。我们在虚拟空间中的行为也不例外。虽然目前虚拟现实研究的大部分精力都集中在让事物尽可能看起来真实，但Perlin认为，即使提高了视觉逼真度，虚拟现实仍然会感到孤独，除非实现令人信服的社会存在。“全息甲板，”Perlin说，“是其他人。”

我们甚至将化身的形式作为社交线索，在虚拟环境中迅速恢复到现实世界中的人类动态。在所谓的“普罗特斯效应”中，人们开始迅速采用与特定化身相关的微妙心理动态。正如斯坦福大学的一项研究所指出的，“拥有更具吸引力头像的参与者表现出更强的自我表露能力，并且在接触到他们改变后的头像不到1分钟后，他们更愿意接近异性陌生人。”^4.正如威廉·布里肯所说，“心理学是虚拟现实的物理学。”^5.

当我们使虚拟空间更真实时，现实主义将是被抛弃的首要品质之一。

毫不奇怪，我被佩林的卡通眼睛吸引住了：无论在现实世界与否，眼神交流都是我们最有力的非语言交流形式之一。然而，一些人在虚拟世界中发现，目光接触本身不如头部运动重要，头部运动也能发出确认和意向的信号。几年前，当柏林第一次开始制作全息果酱时，他的卡通人物没有脸，只有尸体上的方形盒子。“一个人耸耸肩，”柏林说。“即使你看不到肩膀，你也只能看到这个盒子，你知道这是耸耸肩，因为我们只有在耸耸肩的时候才会那样移动我们的头。”

柏林在我看来现实吗？不。但是面对“神秘谷”的问题，也许一部动画片更好：它让我们不去想某件事是否是真的，只让我们感觉它是真的。认知科学家梅尔·斯莱特（Mel Slater）将虚拟现实中的“似是而非幻觉”定义为“表面上正在发生的事情实际上正在发生（尽管你肯定知道事实并非如此）。”^6.我们甚至可以投资于20世纪80年代的块状拱廊式人物形象。斯莱特进行了一系列实验，在人们观看时，一个低保真度的虚拟角色被“震惊”。随着对这位倒霉的阿凡达的冲击越来越强烈，旁观者越来越焦虑。“Bugs Bunny不现实，”Perlin说，“但可信。”

Perlin的Holojam环境——目前是由智能手机渲染而成的移动环境——随着头戴式显示技术和处理能力的不断提高，它只会变得更加真实，图形化。当高质量的无绳身体追踪技术(他说“目前还没有商业市场”)到来时，虚拟现实就可以开始成为一种社交空间。"通过允许人们四处走动"而不是他所说的"瓦力“模型，”他认为，“我们可以进入重要的问题：当人们在一个被改变的世界中相互交流时，会对他们产生什么样的影响？”它很可能将虚幻转化为现实。

W当我们让虚拟空间变得更真实时，现实主义将是被抛弃的首要品质之一，对此我们不应该太惊讶。毕竟，我们总是在现实世界中这样做。赌场入口使用弯曲的路径，这样人们就不会放慢速度垂直转弯，就像人类学家Natascha Dow Schüll在书中所描述的那样，赌博者会“进一步陷入‘捕鼠器’”故意上瘾. Schüll引用了一位业内专家的话，他指出，与此同时，像背景音乐一样，所谓的赌场“氛围”被精心调制，使其刚好低于意识的阈值，否则就会发生变化，“将……你的认知状态恢复到你可以做出理性决定的程度。”正如一位赌场设计师所描述的那样，为赌徒创造一个“不同的层面，让他们失去现实感”

甚至有虚拟现实的碎片悄悄地进入。像吃角子老虎机这样的设备已经通过虚拟卷轴变得更具沉浸感，将它们从物理概率定律中解放出来，并使玩家产生一种错觉，认为他们能够比实际获胜的次数更多。

零售体验也可能被设计成混淆。伦敦大学学院的艾伦·潘（Alan Penn）将穿过宜家商店的蜿蜒道路描述为故意混淆：“当你穿过展厅时，你很快就与日常生活脱节，所有外部世界的视图都被模糊了，甚至一个人的方向感也被路线的曲折所消除。与此同时，你会看到舞台上你的生活可能是什么样子。这种效果或多或少是潜意识的。”^7.

因此，虽然Steinicke、Perlin和Suma都在使用数字光子，零售和赌博设计师则不然，但他们的工作有一个交叉点：无论我们身处什么样的空间，都需要我们的积极解读，并允许其他人的积极困惑。没有它，就不会感觉真实。

汤姆·范德比尔特写的是设计、技术、科学和文化等方面的文章。

工具书类

1.A. Rissotto, A. & Tonucci, F.小学儿童的行动自由和环境知识。环境心理学杂志22, 65-77 (2002).

2.苏曼，J.L.，弗里森，I.，斯雷尼瓦萨，M.N.，和恩斯特，M.O.径直走进圆圈。当代生物学19, 1538 - 1542(2009)。

3.《在那里：存在的主观体验》，麻省理工学院出版社（1992年）。

4.《变形菌效应：转化自我表征对行为的影响》。人际传播研究33, 271-290 (2007).

5.马克利，R.，埃德。虚拟现实
 以及他们的不满约翰·霍普金斯大学出版社，马里兰州巴尔的摩（1996年）。

6.Slater，M.Place错觉和合理性可以导致沉浸式虚拟环境中的真实行为。哲学事务B36435-49(2009)。

7.基本界面的复杂性：购物空间。第五届国际空间句法研讨会论文集，荷兰代尔夫特（2005年）。