虚拟现实头盔：昨天这样走来，明天将会怎样？

佚名

詹姆斯 卡梅隆执导的好莱坞科幻巨片《阿凡达》，让全世界影迷见识了3D立体电影的神奇魅力。片中主人公利用高科技手段将自己的意识注入一个新躯体内，进入一个崭新世界，这一奇妙构思真是令人拍案称奇。

这原本只出现在科幻大片中的场景，或许很快就会成为我们生活中的一部分。这一切都源于一个既“幼稚”又疯狂的想法——让你真的成为某个虚拟世界中的一部分。

娱乐与军事：虚拟现实的最早助推器

从某种意义上说，虚拟现实(Virtual Reality，VR)注定是人类科技史上最复杂、最“烧钱”的技术之一，因为其较大的困难在于要成功地欺骗自然历史上最杰出的进化杰作——人类大脑。事实上，以当今人类的科技水平，要像电影《黑客帝国》中表现的那样，把个人彻底融入虚拟世界，还仅仅是一种幻想。但要给人一种进入虚拟世界的临场感，却未必做不到。

1962年，美国电影人莫特 海希利研制了一套号称“未来影院”的设备。这套装置由一块3D显示器、一部摆动座椅和一套气味模拟器组成。据说，观众只要坐在摆动座椅上就能享受全感官的观影体验。但受制于当时的技术条件，实际效果很不理想，而且这与真正意义上的虚拟现实还相去甚远。

由于虚拟现实技术实现的复杂性以及巨额的开发成本，在20世纪六七十年代，真正对其有迫切需要并愿意支付巨额研发费用的只有军方。在当时，美国政府和军方资助了多个有关虚拟现实的研究项目，主要的目标是开发一种仿真的模拟驾驶系统，以降低军方的训练成本。这其中，具代表性的就是美国航空航天局的“艾姆斯”项目。该项目的目标是开发一种实用性的飞机座舱模拟器，使新飞行员在地面训练中也能体会到近似真实飞行场景中的状况。该项目实现了快速角度转化、人机互动等关键技术的突破，为虚拟现实技术的进一步发展奠定了基础。

不过，对普罗大众来说，庞大而昂贵的飞行模拟器显然不适合放在自家的客厅里。一个更现实的选择就是虚拟头盔，也就是把虚拟现实设备集成到一顶“超级帽子”里。这个构想最初是由美国计算机科学家艾凡 萨瑟兰提出的，当时他将其称为“终极显示器”。这个装置是及时种能够追踪佩戴者头部动作的虚拟头盔产品。但问题是它实在太重了，以至于佩戴时不得不用钢索将其悬吊在天花板上。即便如此，萨瑟兰的发明仍旧向世人证明了虚拟头盔的技术可行性。

虚拟男孩：任天堂的滑铁卢

20世纪90年代，虚拟现实技术的研究中心从美国转移到了太平洋的另一端——日本。由于日本企业在消费电子领域建立的长期技术储备和日本政府的大力支持，日本从20世纪90年代就开始致力于虚拟现实技术实体化和商品化的探索。为此，很多日本企业和研究机构不惜重金从美国延揽了大量有开发经验的博学工程师。

正是在这样的背景下，当时如日中天的游戏机霸主——任天堂公司，决定把虚拟头盔作为自己的下一代游戏主机虚拟小子(VR Boy)的标配。于是，任天堂公司的社长山内溥把这个任务交给了公司技术主管横井军平。

经过挑选，横井军平决定与庆应义塾大学的科研人员合作，进行基础技术研发。在技术部门夜以继日进行研发的同时，任天堂的市场部门对外披露了新一代家用游戏机VR Boy的基本性能参数，明确提出其将采用32位CPU和头盔式液晶显示器(虚拟头盔)等一系列先进技术。

然而，随着项目的不断推进，以虚拟现实为主要卖点的VR Boy，却遇到了严重的技术瓶颈。由于采用了尚未经过大规模生产实践的实验室技术，头盔式液晶显示器在振动时会发生严重的图像偏移，而这种偏移会令游戏玩家产生强烈的眩晕感。任天堂的主要竞争对手抓住这一点，通过各种软性宣传手段，质疑头盔式液晶显示器会影响青少年的视力，从而增加了市场对这种新技术的怀疑情绪。更为重要的是，由于头盔式液晶显示器的技术不成熟，良品率极低，推高了VR Boy的单机售价。最终，作为研发主管的横井军平不得不放弃了头盔式液晶显示器的设计，让VR Boy重新回归于一款平庸的家用游戏机。

由于硬件规格的一再修改，原本与任天堂合作紧密的众多第三方游戏软件开发商，来不及开发制作相应的游戏软件与之配合。结果，VR Boy几乎是以“裸奔”的姿态被推向市场，结果可想而知：新主机销售遇冷，公司损失近800亿日元(约合人民币48.3亿元)。作为VR Boy计划的总负责人，横井军平更是成为众矢之的。

为了对头盔式液晶显示器研制失败及VR Boy项目泡汤负责，任天堂的技术主管横井军平主动请辞，饮恨离开了辛勤奋斗多年的公司。1997年，他遭遇车祸，不治身亡。一代电玩巨星就此陨落，令人扼腕不已，而辉煌一时的任天堂王朝也就此走向衰落。

只因热爱：催生奇迹的90后小子

从原理上看，虚拟头盔并没有什么特别玄妙之处。之所以会如此难以商品化，从根本上讲是因为它还不能做到在我们的眼皮底下“欺骗”我们的大脑。

事实上，人之所以能看到显示器上呈现的动态效果画面，是因为视觉残留效应的作用。而虚拟头盔的核心部件就是罩在用户眼前的微型显示器，但这种显示器必须拥有比普通显示器快得多的刷新率，否则哪怕是千分之一秒的延迟都能被人的视觉系统捕捉，从而与大脑的前庭系统产生冲突，令人感到强烈的眩晕。截止到2010年，还没有哪个技术人员或企业真正能彻底解决虚拟头盔的眩晕问题。这个光荣的使命最终却落在了一个名不见经传的美国男孩儿帕尔默 洛基身上。

洛基是一个标准的美国90后大男孩儿。他自幼生长在南加州(洛杉矶都市一带)，喜欢摆弄各种电器，尤其酷爱改装游戏机。十几岁时，他就已经能靠给他人修理苹果手机赚外快了。而这些赚来的钱，无一例外都被他花在购买各种虚拟头盔设备上了，他几乎把市面上所有的相关产品都搜罗了个遍。洛基之所以对虚拟头盔如此热衷，是出于儿时那个想亲身走进游戏世界的梦想。但所有这些在市面上出售的虚拟头盔都让他失望透顶。于是，洛基便有了一个大胆的想法：他要自己造一个真正的虚拟头盔。

为此，洛基通过政府拍卖以及私人转卖等渠道，用了很少的起步资金就搞到不少低价的专业设备，开始在自家车库里搞起了“小发明”。只是，跟那些车库创业的前辈们相比，洛基更喜欢通过网络与小伙伴们分享自己的近期研发进展。

2010年11月，洛基在网络论坛上发帖，展示了他制作出的及时台样机。不过，与其说他制作出了一顶虚拟头盔，不如说是造出了一个电子怪兽。由于机身过于笨重，要把它戴在头上的话，必须同时在背上撑一个支架。而且，它只能显示2D图像，视角也仅有90°。在此后的两年时间里，洛基竭尽所能改进其设计。到2012年6月，洛基在论坛上展示了他的PR6样机，并正式将其命名为“裂谷”，其寓意为这项发明将填平现实世界与虚拟世界之间的裂谷。

慧眼识才：伯乐与千里马故事还在上演

故事讲到这里，还仅仅是一个巧手的大男孩儿制造了一件了不起的玩具而已。但是跟洛基泡在同一个论坛里的一位业界牛人充当了他的伯乐。此人便是号称美国电子游戏业界“技术教父”的约翰 卡马克。卡马克一直在论坛上关注着洛基的研究进展。在得知洛基已经做出了“裂谷”后，他便给洛基发了一个私信，希望能得到一台样机。由于卡马克在游戏迷心中是近乎于神一样的存在，洛基顿时有受宠若惊之感，在没有任何附加条件的情况下，他便将手边仅有的两台样机中的一台寄给了卡马克。

收到样机后，卡马克在其基础上做了改进，添加了动作感应器，并通过软件编程校正了屏幕下方图像扭曲失真的问题。这改进让“裂谷”成为了一款具有极高性价比的实用型虚拟头盔产品。后来，卡马克邀请洛基带着改进后的“裂谷”参加了在波士顿举办的E3大展。结果，“裂谷”成了那次展会上的爆炸性新闻的主角，所有使用过“裂谷”的人都赞不绝口，称其为“继PC、iPhone、3D电影之后，又一个足以改变世界面貌的IT技术革命”。

2014年3月27日，美国互联网巨头、脸谱公司总裁马克 扎克伯格斥资20亿美元，收购洛基及其合伙人共同创建的奥库卢斯公司。这不仅让公司创业团队成员迅速跻身亿万富豪的行列，同时也给奥库卢斯的产品与技术研发提供了雄厚的资金保障。作为全球较大社交媒体的掌门人，扎克伯格之所以会在奥库卢斯这家创业公司上砸下重金，是因为他认为“虚拟头盔”不仅仅是一件游戏道具，而是代表了未来IT业的发展趋势——如今人们用社交媒体分享文字和信息，未来他们将借助虚拟头盔分享一种鲜活的临场感。对洛基和奥库卢斯来说，有了扎克伯格这个大金主，他们彻底摆脱了资金困扰，可以把全部精力投入到对产品的改进上，不必为回笼资金而匆匆推出尚不完善的产品了。

不过，相比于产品研发，能否获得商业成功的关键还在于是否会出现能充分发挥其效能的应用程序软件；否则，类似任天堂VR Boy的“裸奔”戏码又会在“裂谷”上重演。

事实上，如果新一代虚拟头盔得到进一步的完善，并与云计算、高速互联网、无线宽带等技术相结合，这无疑将引发新一轮的IT技术革命。

当虚拟与现实失去边界

就如同人们正在热议的“互联网 ”一样，在即将到来的虚拟现实技术时代，“VR ”也将颠覆我们所有人的生活方式，一个原本只存在于科幻电影中的神奇时代即将到来。

VR医疗

虚拟现实技术可能引发革命性变化的，极有可能是在医疗领域。对医学院中的学生们来说，借助于跟踪球、虚拟头盔、感觉手套，他们可以在虚拟现实环境中，直接接触人体各个器官构造，直观地了解人体内部的运行机制，这比现有的采用教科书的方式要有效得多。

在虚拟实验室中，学生们可以进行“虚体”解剖和各种手术练习。用这项技术，可以不受标本、场地等的限制，培训费用也将大大降低。一些用于医学培训、实习和研究的虚拟现实系统，仿真程度非常高，其优越性和效果是不可估量和不可比拟的。例如，导管插入动脉的模拟器，可以使学生反复实践导管插入动脉时的操作；眼睛手术模拟器，根据人眼的前眼结构创造出三维立体图像，并带有实时的触觉反馈，学生利用它可以观察、模拟移去晶状体的全过程，并观察到眼睛前部结构的血管、虹膜和巩膜组织及角膜的透明度等。还有麻醉虚拟现实系统、口腔手术模拟器等。

VR军事

虚拟现实技术的发展一直有赖于军事领域的旺盛需求，这是不争的事实。事实上，当今世界各国，尤其是发达国家的国防安全部门早已大量装备数字化、信息化军事训练装备。不过，受到技术水平的限制，这些设备大都还只停留在仿真的阶段。

随着VR技术的成熟，军事训练VR设备将必然从仿真走向逼真。模拟训练可以为军队提供从南北两极的冰天雪地到烈日炎炎的戈壁沙漠，从一望无际的大草原到拥挤狭窄的城市街道，从深邃海底到浩瀚太空在内的各种作战场景，让每一个士兵都能在走上战场前就成为无所不能的超级战士。

甚至，当VR技术与无线通信和机器人技术相融合后，在千里之外遥控机器人替身进行军事行动的无人战争也有可能成为现实，从而出现单方面意义上的“零伤亡战争”，但由此也会引发一系列伦理乃至思想危机。

VR文创

相比之下，虚拟现实技术给人类社会带来的最深远影响，或许就是重塑人类对于文化创意与艺术的理解。

首先受到冲击的很可能就是如今最为火爆的3D电影，因为无论3D电影技术如何进化，都无法达到虚拟现实所能提供的临场感。就如同当年电视机“埋葬”了传统电影一样，虚拟头盔中的全息电影将让电影院变得门可罗雀。

而电子游戏产业则在即将到来的虚拟头盔革命中，面临一场艰难而痛苦的转型。此前，所有基于显示屏和手柄的游戏开发规则将被彻底颠覆，业界必须重新寻找成功路径。很多传统游戏巨头很可能在这场即将到来的变革中黯然谢幕，而另一些如今还在孕育阶段的新企业将跃入公众的视野，书写新的传奇。

更为刺激的将是虚拟旅游，人们今后将不必千里迢迢，受舟车劳顿之苦，只要戴上虚拟头盔，便能坐地日行八万里，饱览天下风光。甚至一些已经消失的景观，像大唐长安、庞贝古城，甚至侏罗纪公园都能一一呈现在人们面前。如果再算上3D打印和网购，人们甚至会失去出门旅行的动力。黄金周到景点看人头的囧事也许会就此绝迹。

想象一下，当各种可穿戴的虚拟设备变得体积更小、更轻便、更便宜之后，甚至最终进化成一副看似普通的眼镜后，在人们的眼前，现实与虚拟的界限将变得越来越模糊，城市中的街道里巷也将变成巨大的游戏场，每一个人都会成为其中的一个游戏角色。当你漫步其中的时候，甚至分不清迎面走来的到底是一个活人还是一个程序控制的机器人时，人们的生存方式，甚至对于“人”的定义都将会发生深刻的变化。

对于这一切即将发生的巨变，我们真的准备好了吗？