翟振明：有无之间-扩展现实|“交融的场域——艺术与科技”

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主题 |扩展现实 

我的在广州大学实验室给华为、腾讯做的项目刚刚验收通过。项目设计游览路线是让参与者从现实到虚拟，再从虚拟回到现实，在整个过程中，参观者分不清两者的边界，在这15分钟的体验中，体验者不知道自己是什么时候进去的，也不知道自己什么时候出来。华为的领导进去参观以后，要求一定给他们复制这个项目。今天，我就介绍一下实验的理念和工作内容。

两条原理：

虚拟现实第一原理：个体界面原理。

如果做虚拟现实，就要承认两条虚拟现实的原理。首先是承认个体界面的重要性。比如，通过戴头盔观看风景的体验，就是一个重要案例。也就是说，人的外感官受到刺激后得到的对世界时空结构及其内容的把握，只与刺激发生界面的物理，生理及随后的信号处理过程直接相关，而与刺激界面之外的任何东西没有直接相关。就是说，体验只和视网膜发生的世界有关。那么，其他感官也是有其它的界面。这些界面合起来，就构成了虚拟世界。王飞跃老师说的平行世界在这里完全可以实现。但是虚拟世界不单是一个人戴头盔，还是有很多人在一起戴着头盔，发现在同一个世界里的人，就是第二条原理。

虚拟现实第二原理：群体协变原理。

只要我们按照对物理时空结构和因果关系的正确理解来编程协调不同外感官的刺激源，我们将获得每个人都共处在同一个物理空间中相互交往的沉浸式体验。这种人工生成的体验在原则上与自然体验不可分别。这让我们想到哲学界很久以来的命题，其中一个命题是“存在就是被感知”。这两条原理，应该说是虚拟现实的科学原理，也可以说是这个世界的哲学原理。

现在，市场上已经有很多趋近虚拟现实的产品：

这里主要包括：虚拟现实、增强现实、扩展现实。3D电影，原理偏光式、快门式；360度3D照片等，这些是这几年热点的东西。3D照片是拍摄，没有建模，所以和VR相差甚远；360度视频（2D）是拍摄，但是有360度，任何方位都有，充满了图像，这一点又接近VR，并且使用VR设备来实现，让人混淆。180度视频（3D），还是拍摄，但是只有180度。其他：

VR直播：拍摄VS扫描，相当接近，VR直播是演出、比赛、球赛，用一个摄像机在现场直播。3D摄像机拍摄以后直播出去。它只能拍摄，不能扫描。由于传播质量不高，即使拍摄为3D影片，但一般情况下只播2D影片，希望未来能和5G结合。

虚拟现实（VR）：虚拟现实VR看到的东西是建模出来的，或是扫描出来的建模，视觉、听觉、触觉都具备，还有动作捕捉。最原始的动作捕捉是头部运动，人运动的时候，图像的变化才可能有虚拟现实存在，画面是完全的虚拟场景。

增强现实（AR）：现实场景和虚拟场景叠加在一起。AR可以有2D、3D、拍摄、建模，AR覆盖比较广泛。

扩展现实（ER）：扩展现实就不一样了，它是AR+物联网，不单有体验，而且可以在这个体验世界里去操作物理世界。用什么方式操作物理世界呢？像《阿凡达》电影那样操作，经过替身，阿凡达那个替身，可以在地球上做动作，实际上动作是潘多拉（替身），替身用来干活、用来谈恋爱的身体，完全代替掉了。人的界面是VR+远距离操作，就是VR+物联网（代表物的世界），这样人类就可以完全不用出来在VR世界里边去生活，完成各种工作，甚至生育。这个概念就是我在20多年前书里边设计出来的，在它的英文版出版后十年，2007年北大出版社出了一个中文版《有无之间》。现在出版社要再版。VR不一定要用头盔，也可以用围在一起，四处投影包围起来也可以。

3D体验与双眼视差的原理图

人联网和互联网的区别，网络化的VR连接的都是人，就叫人联网。

从人联网到网络化的VR是有一个历史过程的，在没有头盔的计算机时代 ，就已经有千万级的人上网。用户自己建造世界，进去以后自己可以做雕塑，它被叫做世界，而不是游戏。世界上很多政府部门和大公司都进驻其中。路透社，当时还进驻了，并且进行了报道。还有人在里边倒卖房地产发财的，也可以在里边就业，这里边的货币直到现在还可以随时兑换成美元。

人联网后来发展到Minecraft。全世界十几岁的小朋友在玩Minecraft。这个公司让微软收购过去了，它打算用它的头盔结合起来。以后阿里、淘宝要卖东西应该到那里去卖了。这一代小孩几乎全部移民到那里去了，他们在那里召集全世界小朋友一起开Party，而他们的父母都不在里边。他们在玩游戏的空余时间瞄一眼旁边的成人，觉得我们是奇奇怪怪的被抛弃的人。我们这一代是最后一代还没有进入虚拟世界的人！所以现在很多互联网企业已经开发头盔版了，微软、FaceBook都有头盔版，观众戴头盔进去参观，就像在城市生活一样。

扩展现实中存在物的种类

VR在物联网构成的世界里边有什么存在物吗？我大概分成以下几类：

1）人替（avatar）：直接由用户实时操纵的感觉综合体，在完全的浸蕴环境下将与物理身体的视像在空间上重合，由第三人称的对象性表征转化为第一人称视听场域中心的主体表征。它是和人有自我意识相接的叫人替。

2）物替（physicum）：对应于物联网中的物体的服务于遥距操作的感觉复合体。

3）物摹（physicon）：系统自己产生的山、水没有对应的叫“物摹”。也该世界中各种不被赋予生命意义的“物体”。

4）人摹（NPC）：由人工智能驱动的摹拟人，可以是系统创设的，也可以是用户创建的。人摹像游戏的角色一样让人进去，没有对应的就叫“人摹”；

5）人替摹（avatar agent），用户脱线时派出的假扮真人的由人工智能驱动的摹拟人替。人想自己不在线但是假装在线和人在那里玩的时候叫“人替摹”，这里可以应用人工智能。把每个人的特点用人工智能的方式收集起来，长期积累，后来在外观上与真人不可区分。这里有一个永恒的哲学问题：怎么区分有意识的人和没有意识的人，比如，现在我怎么区分你们和机器人一样，我也区分不了。这是永恒的哲学问题。

上面是它们之间的关系图。

发展的未来时间表：

我20年前做了一个假想的时间表，这不是预言。但那个时代很多假想的东西后来都应验了。可以借鉴一下，时间表分成2个阶段：

第一阶段：从感觉的复制或合成到赛博空间中的浸蕴体验

2001：眼镜式三维图像荧光屏再加上立体声耳机被装在头盔上，用无线电波与计算机接通。

2008：人们戴上传感手套后手臂、手掌、手指的动态形像在眼镜式荧光屏上出现，代替触盘和光标。

2015：传感手套获得双向功能，根据计算机的指令给手掌及手指提供刺激产生触觉；视觉触觉协调再加立体声效果配合，赛博空间初步形成：当你看到自己的手与视场中的物体相接触时，你的手将获得相应的触觉；击打同一物体时，能听到从物体方向传来的声音。

2035：压力传感手套扩展至压力传感紧身服，人的身体的视界内部分的自我动态形像在赛博空间中重现。人们感觉到自身进入了赛博空间，此空间以自己的视界原点为中心。

2037：传感行走履带或类似的设施与人的两腿相接从而给计算机传送人的行走信号，从而给“不出门而走遍天下”创造了一个必要的条件。

2040：整个人体的动态立体形像与环境中的其他物体形像相互作用，由此产生相应的五官感觉输入。这样，我们身体的动作导致视觉听觉等的相应变化使我们感受到一个独立自存的物理环境：往前看是汹涌澎湃的大海，一转身是巍峨耸立的群山，回过头来一看还是大海，只是远方刚驶来一只让人痴迷的帆船 ……

2050：录触机进入实用阶段，利用压力传感服等装备人们可以录制、重放触觉。

2060：赛博空间与互联网结合，上网即进入赛博空间，与其他上网的人进行感觉、感情的交流，远方的恋人可以相互拥。（关于物联网说的太晚了，温家宝时代搞了一个“感知计划”大量投资物联网，但是谈论物联网的人、谈论虚拟现实的人没有串在一起，他们各自认为是相互独立的两个领域。我认为他们必然要走在一起。因为操作物联网需要界面，VR把界面连成一片，而且是用直观的方式，不是用指令的方式来指挥物联网的动作，所以这两个必然要走在一起）。

2070：通过编程控制，人们可以在一定范围内选择自己的形像及环境的氛围，改变感觉的强度。

2080：通过感觉放大或重整，人际交往的内容、感情交流的方式得到巨大的充实、改善。

2090：在赛博空间中的交往成为人们日常交往的主要方式。

第二阶段：从感觉传递的交往过程到遥距操作的物理过程

2100：遥距通讯技术与机器人技术相结合，浸蕴在赛博空间的人的视觉、听觉、触觉等由远方机器人提供刺激源；一方面，机器人由计算机和马达驱动，重复远方浸蕴者的动作；另一方面，机器人通过与人的器官一一对应的传感器官与周围环境中的物体或生命体交往而得到远方浸蕴者所需的刺激信号。这样，浸蕴者就产生遥距临境体验，也就是说，我将可以即刻到达任何有机器人替身的地方，而无需知道机器人的存在，因为在我的氛围里，我自己的身体形像代替了机器人的形像。

2150：机器人不但给远方的浸蕴者提供感官刺激界面，而且重复浸蕴者的动作主动向遇到的物体或生命体施加动作，完成浸蕴者想要完成的任务，也即我们常说的“干活”。浸蕴者的行走动作是经过行走履带给计算机输送信号然后发射给机器人的，遥距操作初步实现。

2180：遥距操作发展到集体合作的阶段：由不同的浸蕴者控制的机器人替身一起完成复杂的室内或户外作业。

2200：遍布全球的机器人替身可与任何浸蕴操作者一一接通。人们毋需物理上的旅行就可到达各个地方，完成各种工、农、商业的任务。量子计算机应用。

2250：机器人分成不同大小和马力的等级，浸蕴者可在这些不同等级的替身之间自动换挡连接，根据需要而达到功率或动作的放大或缩小。在浸蕴者的视场里，物体的形像可以放大和缩小。于是，我要穿针引线时，针孔可放到房门那么大，我可以拿着线走过去。我要把一架飞机用手拿起来，就可把飞机影像缩成玩具那么小，并利用自动换档系统接通大功率大尺寸机器人替身，从而轻而易举地捏起飞机。

2300：人类的大多数活动都在虚拟实在中进行。在其基础部分进行遥距操作，维持生计；在其扩展部分进行艺术创造、人际交往，丰富人生意义，通过编程随意改变世界的面貌。

2600：在虚拟实在中生活的我们的后代把我们今天在自然环境中的生活当作文明的史前史，并在日常生活中忘却这个史前史。

3000：史学家们把2001年至2600年当作人类正史的创世纪阶段，而史前史的故事成为他们寻根文学经久不衰的题材。

3500：人们开始创造新一轮的虚拟实在……

（摘自翟振明“虚拟实在与自然实在的本体论对等性”，《哲学研究》2001年6月号）

在我的时间表的最后的2个日期是这样写的：“3000年：史学家们把2001年至2600年当作人类正史的创世纪阶段，而史前史的故事成为他们寻根文学经久不衰的题材。3500年：人们开始创造新一轮的虚拟实在……”。 这样看来，今天对于未来也是一个虚拟世界，这是一个无穷的链条循环。它刚好印证了霍金在《大设计》第三章中写的“宇宙学和量子力学逻辑上遇到极大的困难，但是如果想象成像《黑客帝国》电影那样的虚拟世界，把整个宇宙想象成这样。听起来很荒谬，其实并不见得有那么荒谬。它是非常完整的方案。”这和我的说法有些不谋而合。

实验室的项目：

下面要介绍我们实验室的项目，就要先说说我们实验室的设计理念和布局。

实验室的理念：

1、3D沉浸式虚拟世界与虚拟人工世界之间的界线至少在视听方面可以抹去。

2、在虚拟世界中不同参与者可以通过替身在同一沉浸式虚拟环境中交流互动。

3、参与者可以在虚拟世界中操纵现实世界中的物理过程（与物联网整合）。

4、展示各感官之间的功能协调的多种可能性。

5、展示未来各种应用的可能性。

实验的空间布局如下：

合作项目如下：

体验过程如上图，上面是一些参与者观看画面的截图，过程：参与者进入实验室，戴上摄像头和头盔，坐上电瓶车。然后，他看到的场景是这样的，他一个人上了一辆高尔夫球车，旁边一个是我们的工作人员。参与者在头盔里看到的还是现场，并没有虚拟世界。参与者戴上头盔可以上厕所、活动，和真实生活是一样的。然后，他乘坐的车子往前开动。开始的时候，他觉得是在实验室里的楼道上开，自己还是在现实阶段，但是，其实已经进入虚拟阶段了。过一会儿发现自己到了国外的一个街头，在街上碰到另外一个人，骑着自行车的人，可以打招呼，再继续骑，穿越到北京街头，长安街驾驶一段时间发现UFO飞过来，降下来，他开车上了UFO，车停了跟着UFO升向太空，在太空中下车，发现看到自己的镜像，还发现我在UFO里边出现，他不知道是真的翟振明还是假的翟振明，但是，如果这个时候有人拍他一下，他就知道这是真的。吓了一跳，一般人在这个时候都是吓了一跳，一看以为是假的，后来有人叫他、拍他，发现是真的，不知道是怎么回事。回到地面落到中山大学门口，开进去，开到实验室大楼的一楼，发现自己和一楼的保安面对面对话，保安是活的，不是电脑产生的。再过一会儿回到六楼实验室，发现好像是回到了实验室，再一摘下头盔一看果然回到实验室。 这个过程中，在一楼时实地与保安面对面，就是使用物联网的概念。这样就是无缝连接，开头、结尾都无缝，一共15分钟体验，很多VR企业的高管、老总、政府人员、教授去了以后，还有清华吴国盛老师（从北大哲学系调过去的），去体验完以后，都很难判断自己这个车是否开出过实验室，是否在外边逛了一圈。这就是腾讯捐款为人文理性的发扬而赞助的项目，把危险的边界给展示出来，让以后虚拟世界ER的发展不会侵犯这些边界，人文理性作为资助项目的主旨。

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