我們常說(shuō)“耳聽(tīng)為虛，眼見(jiàn)為實(shí)”，但在借助計(jì)算機(jī)技術(shù)所模擬出來(lái)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官環(huán)境中，親耳所聞、親眼所見(jiàn)的也未必是真。這種通過(guò)一定的裝置讓人沉浸到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，并能與其進(jìn)行互動(dòng)的技術(shù)就被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality——VR）。
一年一度的國(guó)際計(jì)算機(jī)圖形和交互技術(shù)大會(huì)（SIGGRAPH）便是這種新興技術(shù)的一次集中展示，不少全球知名的廠商和研究機(jī)構(gòu)都會(huì)在大會(huì)上對(duì)最新的研究成果進(jìn)行發(fā)布，因此SIGGRAPH大會(huì)也被稱為計(jì)算機(jī)圖形界的奧斯卡。今年的SIGGRAPH年會(huì)將于8月在加拿大溫哥華舉行。6月10日，英國(guó)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站對(duì)即將在年會(huì)上亮相的5種技術(shù)進(jìn)行了介紹，讓我們一起先睹為快。

用耳朵感受熊熊烈火。
火是虛擬世界中最常見(jiàn)也是最不可或缺的，無(wú)論是引人入勝的網(wǎng)絡(luò)游戲還是實(shí)用的消防安全教育系統(tǒng)，熊熊的烈火總是隨處可見(jiàn)。而火好畫，聲難調(diào)由于涉及低頻和高頻聲音的復(fù)雜組合，火焰的聲音被公認(rèn)為是最難人工合成的聲音之一。
由美國(guó)康奈爾大學(xué)的杰夫·查德維克和同事開(kāi)發(fā)出的聲音模擬系統(tǒng)就能很好地解決這一問(wèn)題。該系統(tǒng)能夠根據(jù)火焰的燃燒程度和運(yùn)動(dòng)幅度，對(duì)其聲音做出真實(shí)的模擬。在具體技術(shù)上，查德維克采用了一種合成聲音組合技術(shù)：低頻上通過(guò)大量的計(jì)算來(lái)還原火焰運(yùn)動(dòng)時(shí)的獨(dú)特聲音，高頻則主要通過(guò)錄音剪輯來(lái)彌補(bǔ)細(xì)節(jié)，兩者合成在一起就能產(chǎn)生較為真實(shí)的聲音效果。在實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論是噴火的巨龍、吹滅的蠟燭還是舞動(dòng)的火把，這些聲音都得到了逼真的再現(xiàn)。
但查德威克對(duì)此還并不滿意，他說(shuō)：“我們的目標(biāo)是制造出身臨其境的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)環(huán)境。大部分用戶更喜歡在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)?zāi)切┧麄儚奈匆?jiàn)過(guò)、聽(tīng)過(guò)的事物，如果僅憑錄制的聲音是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。下一步，我們將努力完善這項(xiàng)技術(shù)，使其更貼近用戶的真實(shí)感受”。

椅子上體驗(yàn)飛馳的賽車
借助一把普通的椅子就能在賽車游戲中感受到轉(zhuǎn)彎和加速的感覺(jué)，這并非癡人說(shuō)夢(mèng)，美國(guó)迪斯尼研究中心匹茲堡實(shí)驗(yàn)室的伊萬(wàn)·普匹萊夫和他的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的這款裝備就能實(shí)現(xiàn)你的夢(mèng)想。
這套被普匹萊夫稱作“環(huán)繞觸覺(jué)”的游戲系統(tǒng)，在外觀上看起來(lái)就如同一個(gè)軟墊，使用時(shí)將其套在椅子的靠背上并與游戲機(jī)或電腦相連即可。通過(guò)安裝在上面的網(wǎng)格狀震動(dòng)裝置，你在賽車游戲中看到和聽(tīng)到的景象都會(huì)在其上獲得體感回饋。在3D模式下進(jìn)行游戲時(shí)，無(wú)論是轉(zhuǎn)彎時(shí)的抖動(dòng)還是剎車時(shí)的驟停都會(huì)變得更加真實(shí)自然，你會(huì)感覺(jué)到如同真正在駕駛一輛飛馳的賽車一般。
普匹萊夫稱，除了能讓玩家感受到較為強(qiáng)烈的沖擊和振動(dòng)外，通過(guò)人體錯(cuò)覺(jué)原理，該系統(tǒng)還能讓人感覺(jué)到更為微弱的觸覺(jué)，這會(huì)使游戲體驗(yàn)更為逼真。除了家用外，該系統(tǒng)還可以安裝到游樂(lè)園和電影院中，為參與者和觀眾提供更加身臨其境的真實(shí)感。

動(dòng)作捕捉讓小丑魚更逼真
看過(guò)《海底總動(dòng)員》的朋友們一定對(duì)可愛(ài)的小丑魚尼莫印象深刻，但其后期制作人員的辛苦卻不是每個(gè)人都能想得到的。拋開(kāi)其中臺(tái)詞較多的近十個(gè)主要角色不說(shuō)，其中一個(gè)小丑魚尼莫游過(guò)一大片粉色水母的場(chǎng)景就讓人大傷腦筋。據(jù)制作人員稱，這些水母的數(shù)量總共有7.7萬(wàn)個(gè)，為了讓整個(gè)畫面看起來(lái)更加真實(shí)自然，他們不但要讓水母的姿態(tài)隨著水流的速度不斷改變，還需使不同位置的水母保持不同的移動(dòng)速度和漂浮方向。無(wú)論是對(duì)技術(shù)人員還是藝術(shù)家來(lái)說(shuō)，這都是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
日前，由美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的格雷格·特克和他的同事所開(kāi)發(fā)出的一套計(jì)算機(jī)模型就能在解決類似問(wèn)題上派上大用場(chǎng)。
通過(guò)該模型，只需借助一種類似于樂(lè)高玩具的分段式動(dòng)物模型，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)模擬出流暢和逼真的水生動(dòng)物動(dòng)畫。此外，該系統(tǒng)還會(huì)考慮到水的流速、流向以及動(dòng)物在水中前進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的波紋，從而讓整個(gè)動(dòng)畫更趨自然逼真。據(jù)研究人員稱，除了制作動(dòng)畫外，這套系統(tǒng)還可以用于水下機(jī)器人的研制。

模擬系統(tǒng)讓動(dòng)畫自己出聲
為配合電子游戲中復(fù)雜的視頻特效，美國(guó)康奈爾大學(xué)的鄭昌西（音）和他的同事開(kāi)發(fā)出了一套系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)物體在碰撞時(shí)產(chǎn)生的撞擊聲。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員對(duì)一段視頻中的聲音進(jìn)行了模擬。視頻中有12顆金屬球從高處依次沿軌道滾落，在通過(guò)一段復(fù)雜的路徑后，最后在重力的作用下使一個(gè)金屬制成的兔子模型跌落到了一個(gè)購(gòu)物車中。模擬如此復(fù)雜的聲音對(duì)此前的技術(shù)而言非常困難，即便能夠完成也需要耗費(fèi)大量的人力物力。而借助新的模擬系統(tǒng)，在動(dòng)畫播放的同時(shí)就可以得到逼真的聲音效果。
鄭說(shuō)，這只是該技術(shù)所完成的第一步。目前這套系統(tǒng)在聲音傳輸上只考慮到了每個(gè)單獨(dú)物體的聲音而并沒(méi)有將聲音的散射考慮在內(nèi)。該團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種更為強(qiáng)大的算法，如果實(shí)驗(yàn)成功，例如勺子掉入碗中這樣的聲音會(huì)被電腦模擬得更加自然。

懷孕的感覺(jué)男人同樣可以體驗(yàn)
無(wú)論性別和年齡，可能很多人都曾想象過(guò)懷孕是什么樣的感覺(jué)，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幫助下，即便是這樣天馬行空的想法也能立馬得到實(shí)現(xiàn)。
日前，日本北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)(JAIST)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一套能夠讓使用者體驗(yàn)懷孕感受的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。通過(guò)這套可穿戴式設(shè)備，即便是男性也能親身感受到懷孕時(shí)胎兒的重量、溫度、運(yùn)動(dòng)以及心跳等特征。
為了模擬胎兒的溫度和體重，系統(tǒng)包含一個(gè)充滿了溫水的水袋；胎兒蹬踹等動(dòng)作由其中可自如縮放的45個(gè)氣球來(lái)模擬；擺動(dòng)的模擬則通過(guò)一種網(wǎng)格狀振動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)；為了模擬與胎兒的交流，該系統(tǒng)還內(nèi)置有速度感應(yīng)器和觸摸傳感器，可對(duì)使用者的動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)回饋。
當(dāng)這套裝置與計(jì)算機(jī)相連接后，軟件會(huì)顯示出胎兒實(shí)時(shí)的三維模型和懷孕期間的注意事項(xiàng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)，使用者既可逐日逐月地慢慢體會(huì)十月懷胎的辛苦過(guò)程，也可以讓整個(gè)過(guò)程濃縮到兩分鐘。
研究小組稱，希望這套系統(tǒng)能夠幫助人們更好地理解女人懷孕期間的感受，并為育齡期女性提供更形象直觀的教育。