第二十五届中国北京国际科技产业博览会
The 25th China Beijing International High-tech Expo
全息体感让人远离真实世界?
2013年06月07日    来源:中国科学报
 

在这样的游戏世界中,游戏者会有身临其境的感觉,而这种感觉对游戏者的心理影响则取决于游戏的内容。

■本报记者 魏刚

在刚刚落幕的北京科博会上,全息体感游戏让许多参观者纷纷驻足体验。只见一位观众面对屏幕腾挪闪躲,手舞足蹈。原来,他正和屏幕中形象逼真的游戏对手在较量功夫。随着一阵“白鹤亮翅”和“无敌鸳鸯腿”,屏幕中的游戏对手渐渐败下阵来。

这位观众告诉记者,这种体感游戏比传统的电脑游戏更好玩,自己对游戏的控制也更直接。

其实,这只是全息体感技术在游戏领域的一种简单应用。真正的全息体感游戏会让人感觉生活在未来。有学者就指出,全息体感游戏会让人沉迷于虚拟世界。事实是否真的如此?还是让我们先从什么是全息体感游戏说起。

北京市计算中心工程师沈涛告诉《中国科学报》记者,我们经常可以在科幻电影中见到一种三维 的全息通讯技术,可以把远处的人或物以三维的形式投影在空气之中,就像电影《星球大战》中的场景一样。这就是全息投影技术。而全息体感游戏是在全息投影营 造游戏场景的基础上,让游戏玩家通过四肢、身体,甚至手、眼、嘴等部位的活动来实现游戏中的控制与操作。

这种新的游戏功能是如何实现的呢?还是让我们分开来谈。目前,全息投影技术共有三种方式。 一是根据海市蜃楼的原理,将图像投射在水蒸气上,由于分子震动不均衡,可以形成层次和立体感很强的图像。二是用激光束来投射实体的3D影像,这种技术利用 由氮气和氧气在空气中散开时混合成的气体变成的灼热浆状物质,在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是通过不断在空气中进行小型爆破来实现的。三 是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像。

有了全息投影制作的游戏环境和人物,还要有玩家与游戏的互动,这种互动不再通过鼠标、键盘、操纵杆,而是通过玩家的身体运动实现的。

在游戏中,玩家除了有视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包 括味觉感知、嗅觉感知等。并且游戏中的环境一切看上去是真的,听上去是真的,动起来是真的,甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的,如同在现实世界中的感 觉一样。同时,玩家对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度也应该是逼真的。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手 有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。

沈涛介绍,这涉及到计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,这个系统包括 以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器,以头盔显示器为核心的视觉系统,以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统,以方位跟踪器、数据手套和数据 衣为主体的身体方位姿态跟踪设备,以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元。

“在这样的游戏世界中,游戏者会有身临其境的感觉,而这种感觉对游戏者的心理影响则取决于游戏的内容。”中科院心理所研究员罗非在接受《中国科学报》记者采访时表示。

罗非指出,以往的电子游戏只是在屏幕上显示的二维世界,即使设计的再仿真,与现实世界还是 有很大的差距。而人们通过鼠标、操纵杆对游戏中人物进行操作也与现实生活中人们的活动有很大差别。这就使得人们知道游戏是游戏,现实是现实。游戏内容的好 坏对人们的心理影响较小。但全息体感游戏营造了一个虚拟的世界,应该说游戏的真实感越强,对游戏者的影响就越大,尽管目前还没有人证明这种影响。但如果游 戏中暴力的场景过多,对游戏者的心理还是会产生一定的负面影响。

此外,在罗非看来,全息体感游戏是否会让人们沉迷于虚拟世界,取决于游戏设计的难度。人们 之所以喜欢玩游戏,是因为在游戏中,人们感觉个人的控制感比在现实生活中强。比如,一个有社交障碍的人由于在现实生活中会面临许许多多的社交问题,往往就 会沉迷于不需要社交或社交由自己控制的游戏中。但如果把这个游戏的真实度提高,使他在游戏中也会面临各种社交障碍时,他就不会沉迷于其中。

其实,任何一项技术的好坏都取决于应用技术的人。除了游戏外,全息体感技术还应用在办公和 医疗等领域。加拿大皇后大学的一支研发团队就开发了一种名为Telepod的3D全息设备,用以取代旧式视频会话。该系统最显眼的部分是一个高约1.8米 的柱状显示屏,在其顶部,六个摄像头环绕放置,还有一个投影仪放在柱状体中。当进行会话时,每一个与会者只需要站在设备前面,该设备就能够定位并追踪人们 的动态,并以3D模式呈现。于是你就将看到对方的全息影像,并且可以走动来查看对方的侧面和背面。

该团队还开发了一款用于医学用途的应用。该应用使用相同的硬件,可以让你与一个3D的人体解剖图互动。你可以从不同角度去查看它,也可以将其层层剥离,了解人体解剖的每一部分。或许在不远的将来,远程学习外科手术就不再是梦想了。

该技术还可以应用于远程教育。让学生在学习环境中扮演一个角色,全身心地投入到学习环境中 去。包括军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等各种职业技能的训练。由于虚拟的训练系统无任何危 险,学生可以不厌其烦地反复练习,直至掌握操作技能为止。