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比寶可夢更強,混合實境(MR)讓科幻電影成真!一文搞懂VR、AR、MR、XR的差別
1. 現實與虛擬現實的美妙相遇,創造出前所未有的科技。
2. 雖然視覺、聽覺有超凡體驗,嗅覺、觸覺仍有改善空間。
3. MR、XR接力出現,將實現現實與空間的無限擴張。
實現《一級玩家》的虛擬實境(VR)
時間設定在2045年,人類正處於糧食不足與經濟衰退的民不聊生,有一群人為了撫慰鬱悶的心情,打開了「綠洲程式」(OASIS)。
這幾個英文單字的字首縮寫,是一種沉浸式多媒體(immersive multimedia)或電腦模擬生活(computer simulated life)。人類在名為綠洲的網路世界化身為自己喜歡的角色(虛擬分身),到想去的地方,做自己想要的事,還能穿上具有「觸覺技術」的衣服,在網路世界獲得觸覺上的感受。
前面的敘述其實是電影劇情,來自於英國導演史蒂芬‧史匹柏(Steven Spielberg)的科幻冒險電影《一級玩家》(Ready Player One)。《一級玩家》描述欲擺脫憂鬱現實的人類本能,電影裡出現的科技就是「虛擬實境」(VR),也就是最近資訊科技領域常被提及的技術。
把現實與虛擬放在一起的「虛擬實境」到底是什麼意思?就是讓人在電腦創造的虛擬世界裡感覺身歷其境。
虛擬實境(VR)概念早在1938年出現
虛擬實境(VR,virtual reality)雖然近幾年才受到重視,其實這個概念在1938年已經出現在法國劇作家兼電影演員安托南‧阿爾托(Antonin Artaud)出版的散文集,阿爾托把劇場(theatre)描述為「虛擬實境」(la réalité virtuelle〔the virtual reality的法文〕)。
阿爾托認為,電影雖然包含了演員的模樣,但在電影院裡,真正與觀眾見面的不是演員,只是由光和影像展現的畫面。換句話說,雖然這些演員不是以物理型態存在於現實之中,但觀賞的人覺得這些光和影像如同真人,因此阿爾托使用了「虛擬實境」這個詞彙。
之後在1970年代,美國的電腦專家邁倫‧克魯格(Myron Krueger)用「人工現實」(artificial reality)描述虛擬實境的移轉概念。
直到1982年澳洲科幻小說家達米恩‧布羅德里克(Damien Broderick)出版《猶大曼陀羅》(The Judas Mandala)一書,虛擬實境這個詞才被以現代化的意義使用。後來虛擬實境獲得一般人的關注,相關技術的開發如雨後春筍。
資料來源:Viulux
若要好好享受虛擬實境,絕對少不了「頭戴式顯示器」(HMD,head mounted display)。頭戴式顯示器通常是前面封閉的長方形黑色眼鏡,直接戴在頭上。為了幫使用者營造脫離現實的感覺,頭戴式顯示器上會有麥克風、揚聲器等多種感測器。
戴上這種VR裝置,使用者能感覺與現實脫離,進入了虛擬世界。例如:身處在首爾的使用者如果戴上VR裝置,瞬間宛如置身在紐約街頭,也能從外太空俯瞰地球,甚至於變身為賽車選手在賽道上奔馳,當然也能360度旋轉觀賞任何景象。若將VR裝置與控制器連線,使用者還能與虛擬世界裡的人物互動。
嗅覺、觸覺技術還有發展空間!
虛擬實境只能在VR裝置呈現的虛擬世界裡活動,使用者無法從目前的所在位置「物理移動」到VR展現的場景或場所,而且也只能用眼睛看、用耳朵聽,不能直接觸碰虛擬世界裡的事物,因為業界還沒開發出可以觸摸的「觸覺技術」。由於目前還無法用手觸摸,使用者在進行VR遊戲時,多少會覺得無法完全投入。
不過最近學界已經研發出嗅覺技術,可透過VR裝置聞鬆餅、榴槤等食物、水果的氣味,詳細內容刊載在2023年5月10日出刊的《自然通訊》(Nature Communications)國際期刊。
由中國北京大學與香港城市大學聯合組成的研究團隊,研發出兩種支援嗅覺功能的VR裝置,一種是把晶片貼在使用者鼻子下方,另一種類似口罩形狀。這兩種發明都含有石蠟(paraffin wax),能讓使用者聞到氣味。
石蠟是提煉石油產生的副產品,為半透明的固體,主要用在蠟燭、軟膏、化妝品的製造,能散發出各種香味。使用者若戴上頭戴式VR裝置,把眼前出現的花、食物等東西靠近鼻子,嗅覺裝置就會在兩秒鐘內散發出該物品的氣味。這是利用調配石蠟成分產生氣味的技術。
這項嗅覺VR技術還在實驗階段,將來若真有能聞到氣味的VR裝置上市,可應用在遊戲、4D(四度空間)電影等多種領域。一般我們到電影院看電影,都是聲音與畫面的二度空間(2D)享受,3D電影必須配戴特殊眼鏡,才能看到電影中的特殊效果。4D電影則是除了原本的3D效果之外,再加上嗅覺(氣味)與觸覺技術。
擴增實境(AR)又是什麼?
VR是讓人感覺進入虛擬世界的技術,難道虛擬世界裡的橫切面無法展現在現實世界?這種把電腦創造的事物、景色放在現實世界裡重合的技術叫作擴增實境(AR,augmented reality)。
AR大致上可看成是VR的一部分。AR是在現實世界裡合成虛擬事物或資訊,彷彿虛擬世界真的存在於現實,是一種電腦繪圖技術。「擴增實境」這個名稱是指以現實為基礎擴增(augmented,增加、強化)其他資訊(虛擬世界的資訊),類似在現實世界裡增加虛擬資訊。
AR是讓使用者在現實世界看到虛擬事物,如同讓使用者在現實之外獲得額外資訊。以智慧型手機為例,使用者透過智慧型手機的鏡頭瀏覽周圍景色,附近的餐廳、店鋪都被顯示成立體影像,這就是一種AR技術。又如汽車上的抬頭顯示器(HUD),讓駕駛人可在擋風玻璃上看到車速、位置等行車資訊,也是屬於AR的應用。另一個代表性的AR裝置是Google眼鏡(Google Glass),當使用者戴上Google眼鏡,鏡片上可顯示道路資訊與搜尋結果。
「精靈寶可夢」為何一出現就轟動全球?
AR使用者不只是與虛擬實境互動。VR技術無法讓使用者有物理移動,AR卻能做到。曾經在全球掀起旋風的「精靈寶可夢」手機遊戲,堪稱是應用AR技術的經典代表。
2016年7月位在美國舊金山的遊戲公司Niantic發表《精靈寶可夢》(Pokemon Go),以使用者的位置為基礎,合成電腦創造的卡通人物與手機鏡頭拍攝的實際影像,展現出人工世界。換句話說,精靈寶可夢是行動裝置AR遊戲,利用有GPS(全球定位系統)功能的行動裝置,在實際地點顯示虛擬寶可夢生物,玩家能與這些寶可夢互動(捕捉)。由於精靈寶可夢採用了遊戲業界前所未有的新技術,2016年7月上市後,首八週的下載次數超過五億次。
除了精靈寶可夢成功應用了AR技術,AR也應用在模擬家具陳設與衣服試穿。透過AR技術,消費者不必親自試穿衣服,就能比較衣服的色彩或尺寸合適與否,也是具有經濟效益的應用。
MR、XR接力出現,電影場景將實現!
繼VR與AR之後,最近還有混合實境(MR,mixed reality)與延展實境(XR,eXtended Reality)技術接連出現。MR、XR與VR、AR有什麼差異?
簡單來說,VR是處理現實與遙遠的虛擬世界,AR是把虛擬與現實重合的世界,MR則是擷取VR與AR優點的技術。例如用虛擬的方式重新擺設辦公室裡的實體辦公桌椅,這就是MR技術。又如汽車公司要設計新車款時,不以泥土等實體素材打造原型(prototype),而是利用虛擬世界製造原型車,並且進行各種測試,這也是MR技術的應用。在電影《關鍵報告》(Minority Report)裡,湯姆‧克魯斯(Tom Cruise)在空中顯示出電腦畫面、戴上特殊手套撥動空中電腦畫面的技術也是MR。
XR應用了VR、AR與MR技術,特徵是讓使用者在虛擬世界與現實世界的臨場感受發揮到極致。
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《一本書讀懂科技趨勢關鍵詞:ChatGPT、自駕車、量子電腦、DAO……人人都該學的49個最新科技及商業應用》
作者:金敏九(김민구)
譯者:陳柏蓁
出版社:商業周刊出版
出版日期:2024/06/06
作者簡介
金敏九(김민구)
知名經濟專家、暢銷作家
任職於《每日經濟新聞》,負責撰寫產業部、房地產部、流通經濟部、海外業務組、國際部等經濟新聞報導,並擔任Edaily全球市場部負責人,診斷全球經濟動向。曾在KBS、YTN、佛教電台等多家電台評析全球經濟議題,並為《韓國先驅報》、《CNBC ASIA》和外國顧問公司撰稿。著有暢銷逾15年、50萬冊的《經濟常識詞典》等商業相關作品。
責任編輯:高郁捷
核稿編輯:張勝宗