什麼是 VR?虛擬實境簡介

虛擬實境 (VR) 提供了在完全想像空間中穿梭的可能性,是一種存在於想像但不存在於現實生活中的人造環境。不久前,VR 還只是個出現於《駭客任務》或《一級玩家》等科幻電影情節中的設備而廣為人知。 然而,如今它已經是一項日益成熟的真實世界科技,其應用的範圍除了遊戲、娛樂外,還延伸到醫藥與軍隊上。

 

創造和體驗虛擬實境的慾望,遠比基努里維 (Keanu Reeves) 的系列電影上映時期還要古老。即使「虛擬實境」一詞是近期才出現,但有人認為這個概念至少和攝影一樣古老。相機發明後不久,立體眼鏡就被用來創造三度空間幻覺,而且只需使用兩張靜態影像就能實現。VR 體驗史上的另一個里程碑是 Sensorama,於 1962 年由 Morton Heilig 發明,它結合了環繞投影以及在關鍵時刻釋放出來的人造風與氣味,增加體驗的真實性 (原始體驗包括騎自行車在紐約布魯克林裡穿梭)。 

 

如今,虛擬實境體驗變得越來越成熟。工程師和程式設計師正在創造栩栩如生的體驗,可以對體驗者的每一個物理動作做出反應,讓人們無須離開客廳就能穿梭於想像世界之中。VR 不再是一項新鮮事,而是各個專業領域中的創新工具。 

vr_bot_pose

來源:Giovanni Nakpil 所創作的藝術品。

什麼是虛擬實境?

VR 體驗包括進入電腦生成的模擬影像,其中設備扮演著非常重要的角色。VR 頭戴式裝置為體驗者提供探索中世界的視覺和聽覺資訊,同時大量的感應器和技術會將人體動作輸入虛擬世界。

 

虛擬實境的影像可以由真實地點的相片或影片所構成,也可以完全由電腦產出 — 這種技術稱為 CGI VR。介於這兩個選項之間,VR 讓人們得以探索任何世界,從外國城市的街道到遙遠的虛構星球表面,只要想得到的都行。 

VR 和 AR

重要的是,請注意,虛擬實境不是擴增實境 (AR)。儘管名稱相似,AR 並無法為體驗者提供探索完整數位實境的機會。相反地,它是將內容附加到體驗者眼前的現實世界。

 

利用 AR 應用程式,您可以將手機的相機對準您眼前的場景,應用程式會將眼前的景象擴增內容。舉例來說,當您將手機對著附近事物 (如植物或產品) 時,有些 AR 應用程式會提供附加資訊。AR 還包括一些應用程式,可以將卡通人物放入您透過手機觀看的場景中;流行的 AR 遊戲 Pokémon GO 就是如此。

VR 和 MR (混合實境)

VR 和 AR 在混合實境中融合。研究員 Paul Milgram 和 Fumio Kishino 在 1994 年創造了這個詞來描述完全真實和完全虛擬環境之間的連結。現今,混合實境描述的是真實和虛擬主體和物件即時互動的情境,在混合實境中,使用者可以同時與真實和虛擬元件進行互動。

VR 裝置中最重要的部分是頭戴式裝置,也稱為頭戴式顯示器 (HMD),它本質上是一套超大的環繞式護目鏡,為 VR 體驗者提供探索中人造世界的視覺和聽覺資訊。 

 

列舉一些著名頭戴式裝置例子,包括由 Facebook 研發的 Oculus Quest 2。它是更經濟實惠的頭戴式裝置之一,也是遊戲玩家的熱門選擇。市場上也包含其他選擇,包括 HP Reverb G2、HTC VIVE Cosmos、Sony Playstation VR 或 Valve Index。

vr_equipment

VR 熱門應用

當您想到 VR 時,遊戲可能是您優先聯想到的用途,尤其是那些為 Sony PlayStation 或 Oculus 製作的遊戲。這些 VR 遊戲涉及的領域非常廣泛,靈感來自電影巨作、中世紀歐洲或禁酒時期的芝加哥等歷史背景、還有街機遊戲等等。

VR 也有應用在電影上。COVID-19 疫情促使許多影劇導演探索 VR 所帶來的機會,做為在電影院關閉時繼續製作戲劇作品的一種方式,同時還利用這種新奇的可能性,讓觀眾成為故事中的角色,或從多重結局中選擇故事走向。

美術與設計

2020年,Deutsche Kreditbank 與 Contemporary Arts Alliance Berlin 合作發起了虛擬實境藝術獎。對於包括 Marina Abramović、Laurie Anderson 和 Anish Kapoor 在內的藝術家來說,VR 甚至在 2020 年前就以極具吸引力的新方式與觀眾互動。對於 MASS MoCA 策展人 Denise Markonish 而言,有趣的是藝術家採用 VR 的舉動最早是從博物館將其用作教學工具演變而來的。Markonish 告訴 Robb Report:「我們已經開始將媒介本身視為一種手段,用以創造出源自於藝術家想像中的原創、而且通常是超現實的環境。」

 

VR 也開始應用於設計工作流程,讓創作者在製作 3D 數位內容時有更身歷其境的體驗感受。VR 雕刻軟體讓使用者能運用模擬重現真實雕刻的動作進行 3D 資產建模,比以往使用桌面應用程式的方式更精準。Adobe Substance 3D Modeler 就是這種 VR 建模應用程式的例子,其特點是根據每位藝術家的喜好提供在電腦桌面上建模的可能性。

vr_fine_art_Gio_Napkil

來源:Giovanni Nakpil 所創作的藝術品。

工業設計師運用創造力和聰穎的能力來設計希望廣為使用的日常產品,但要做到這一點,他們必須要能高度協作。這項專業的工作通常需要將自己融入一個大型工作團隊當中,而團隊中包含著策略人員、工程師、使用者介面 (UI) 設計師、使用者體驗 (UX) 設計師、專案經理、品牌專家、平面設計師和製造商。這種多學科方法使工業設計師能夠充分理解問題,並製作出因應使用者特定需求的巧妙解決方案。其中一些最著名的工業設計機構包括 IDEO、Frog 和 Teague。

由於在破土動工前就能進入結構並體驗其空間,VR 徹底顛覆了建築業。建築師們過去常常透過平面圖、比例模型和透視圖來傳達他們對建築的願景,而 VR 讓他們可以帶領客戶穿梭於概念空間之中。VR 體驗讓他們有機會在建築物內部走動,甚至還可以移動家具和開關電燈。客戶以往可能需要長途跋涉才能看到 3D 模型,但現在只要戴上頭戴式裝置並持有虛擬建築的「鑰匙」,也就是應用程式和該專案的存取權,任何人都可以虛擬地進行現場體驗。 

其他技術應用包括:

醫學

未來 VR 最令人振奮的應用領域之一是醫學領域。這項技術應用在人體解剖學研究或重大災害急救人員培訓等領域時具有巨大的優勢。在真實生活中設置起來很困難或成本高昂的情況下,就可以利用虛擬環境以相對容易的方式呈現出來。同樣地,虛擬程式可以讓醫生有機會提高他們的同理心,讓他們有機會親身經歷如老年人或肢體殘障患者所面臨的挑戰。甚至還有發現,在手術前讓患者透過虛擬實境走一趟加勒比海灘可以安定他們的焦慮感。

飛航

正如虛擬手術可以讓醫生為真正的手術做好準備,使用虛擬實境技術的飛行模擬器也能為飛行員在駕駛真正的噴射機前提供必要的練習。雖然飛行模擬器是熱門的 VR 遊戲,但更複雜的模擬器是必不可少的學習工具。許多研究表明,相較於單純學習抽象的概念,透過實際操作飛機起飛到抵達目的地之間所需的所有步驟,更能深刻地讓記憶保留下來。 

軍事

儘管讓士兵們扮演敵軍角色和建立模擬環境既耗時又昂貴,但現實世界的軍事訓練演習仍很有可能是部隊備戰的必要環節。虛擬實境能讓士兵在一個不熟悉的地方徘徊、面對多重威脅,並可訓練他們要如何處理遇到日常市民與面對潛在敵軍的情境。