浙江在线11月23日讯 据《青年时报》报道
虚拟现实设备。从左上到右下分别为遥控手柄、感应头盔、数据手套和另一个遥控手柄
□特别感谢浙大CAD&CG国家重点实验室研究员潘志庚博士
又到年关,商场开始打折,从银泰店庆到杭州大厦正在进行活动,杭州好热闹,无责任传言说,半个杭州的女人都在打折的商场里,另外一半在银行里押着老公取钱,一个商场一天1.2亿的销售额,真不是盖的。
男人们不好受,女友或者太太们亢奋过头,当个提款机就算了,还得在商场里练站桩,在汹涌的人潮中,体悟“人是一根脆弱的芦苇”之哲学高度,女人们也不好受,要和半个杭州的女人拼体力拼眼光,顺带还得拼拼自家男人的耐心和爱意。
所以女人们选“秒杀”,提前几天就去踩点——据说商场打折前一周,每天到处都是目光炯炯绝不掏钱的美女,到了时间,不试穿不检查,直接拿下。至于回家是不是把自己“气煞”,买来的东西会不会“封杀”,那是另一篇文章的事了。
本着科学为人民服务的原则,早在1965年,计算机图形学的奠基者伊万·萨瑟兰德(Ivan Sutherland)先生就在为杭州的男人女人们想办法了,此后四十余年,各大学科的顶尖科学家们为妻子和大众殚精竭虑,以下就是他们的年度述职报告的其中一项:“魔幻现实主义试衣”。这还跟很多学科有关,神经学、心理学、管理学、医学和物理学等等等等。
顾客试衣时,只需站在一块大屏幕前,朝着空中手舞足蹈,随之,屏幕上“她”身上的衣服换了一件又一件,选好款式后,只要点一点“色卡盘”,还可以随便挑选喜欢的颜色,最关键是一切效果都一目了然,不用回家后对着镜子拼命反悔。这是最近一个在网上广为流传的视频。
不用看过这段视频,每个人也都知道,虚拟现实技术会让生活变得神奇,最少,可以让试衣变得更神奇。
事实上,很多男人认为,在站完桩刷完卡享受过温柔忍受过唠叨之后,女人本身,就是这世上最神奇的虚拟现实。
A
“虚拟”换衣并不难
“如果效果是二维的,这个很好办,我们以前给企业也做过,让模特穿着衣服拍张照片,然后在这个基础上,给衣服随便换个颜色,就跟PS差不多。”浙大CAD&CG国家重点实验室研究员潘志庚博士告诉记者,不过,如果想给二维模特换件衣服,比如把长袖的换成短袖的,这就麻烦了,因为图像上没有手臂的三维数据。
“因此,要想达到视频里的三维效果,就要花点工夫了。它需要很多的摄像头,把人的体型给‘照’出来,也就是获取人体的三维数据,因为要照顾人体各个部位的数据,所以需要各个方向的摄像头,而且形成的数据非常庞大,这有点像医学上拍X光,但最后形成的人体造型,是用无数个小三角网格组成的立体‘模型’,在这个基础上,‘模特儿’就可以代替顾客随意换衣服了。”
除了技术条件,还要考虑隐私性,“我觉得,这个技术要实现,首先需要一个单间,然后房间里四周布满摄像头,最后,顾客还得穿‘紧身装’,否则拿到的身形数据不够精确。”潘博士说,“所以这个技术一开始肯定很贵,不是所有人都能享受得到,但是,数据一旦建立,以后就可以直接拿来用,长远来说还是非常方便的。”
这一技术,就是虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术在现实中的一个应用。
有潘志庚博士的支持打底,我们慎重建议杭城商场的老总们,开始虚拟现实俱乐部可行性调研。
B
“魔幻现实主义试衣”三要素
对于虚拟现实来说,“看起来像真的、听起来像真的、触摸起来像真的”,这三个要求是最基本的。当然,这么试衣,是有点“魔幻现实主义”。
想要画面真实,通过程序算出来的模型无论从外观还是内部构造都不够血肉丰满。一台先进的三维扫描仪是必要的,这个家伙像苍蝇一样有着“复眼”,无数只摄像头对着物体一阵狂拍,它在电脑上很快就现形了:从一个个点再到无数个三角形的小面,直到最后拼接成一个网格密布的立体模型,它的每个点面都是完整的,从各个角度看上去也没有纰漏,所以经得起你细细地端详。这样子,回家打碎穿衣镜的概率要少很多。
如果有动作,则需要一套人体运动捕捉设备来搞定。比如你穿上心爱的衣服左顾右盼,设备会把动作全部录下来,计算机把它们分解成7万多帧图像,一帧对应一个姿态,最后进行图像的连接,这样出来的人物动作就很流畅自然了。
要实现三维真实感的声音,丝绸柔滑的声音,纯棉质朴的声音,漂亮衣服那种令人愉快的窸窸窣窣的声音,甚至因为换衣你还打了个声调婉转的喷嚏,能判断得出声音传达的距离和方位,这样才是试衣的完美体验。
至于触觉感知,就更神奇了,如果你在虚拟世界试衣时感到冷,那么你的相应部位应该感觉到真实的冰冷,这一技术也与虚拟现实的交互性密切相关。
此外,还有无数的细节需要注意,比如,房间里灯位的分布和灯光的强度,窗户里不同时段光线的变化,物体阴影的细微变化等等,只有这样栩栩如生的逼真图像,才会让人忽略虚拟与现实之间的界限,感到“身临其境”。
C
不用遥控器能开电视
不用手术刀也能开刀
当然,这些聪明人拼命研究的东西,不光是让女士们试衣用的,按照“懒人”推动世界进步的原则,科学家们需要为“懒人”做更多考虑。
虚拟学车,一个方向盘、刹车和显示器即可,学员可以有模有样地模拟倒车、停车、绕桩,虚拟实验室,根本不用量杯、试管,每种化学成分做成一个虚拟卡片,输入剂量把两张卡片“碰”一下,马上就可以看一下反应的效果了。这一技术尤其适用于各种模拟训练和学习。
潘博士说,这些应用系统在浙江大学CAD&CG国家重点实验室均得到了实现。
日本科学家也在为日本的懒人们努力。日本科学家曾展示过不用遥控器开启和使用电视机的情形,比如,手往左摆是开机,手往右摆是关机,而手往上抬,可以提高音量,手往下压,音量又可以调下来。
虽然不知真相,但我们猜测,如果这个时候日本科学家来段街舞,电视机要么死机要么关机。
而美国懒人是这么期待的:在一个由美国科学家设想的未来办公空间里,打开办公室的大门,里面的虚拟办公设施随之启动,原本空无一物的空间里,多了一道大屏幕,点击‘书架’,下面弹出一堆‘数目’菜单,你选定一本书,就可以一页页‘翻’开来读,或者,你想用电脑了,不需要用什么鼠标、键盘,你直接在屏幕上点点就可以收发邮件、浏览新闻,或者,你还想给工作伙伴发个传真,你从电脑里把文档“划”过来,点一下发送键,就OK了。
虚拟现实技术要求你懒一点,交互性是虚拟现实的另外一个重要特征。鼠标、键盘、遥控器之类的东西肯定是要OUT了,人机交互的手段将用最自然的方式,比如眨眨眼、动动手、摇摇脑袋、晃晃身体。
在香港,潘博士则见识过科学家们如何做“虚拟手术”:科学家手握一把钳子状的手柄,电脑屏幕里一块玻璃插进肌肉里,手握“手柄”朝“受伤部位”缓缓逼近,经过力学的反馈作用,手可以真实感觉到探进肌肉的感觉,如果碰到了玻璃块,它会用抖动的方式告诉“手”,这种技术对实习医生们练习非常有效。“传感手套上有许多传感器,它能够判断‘手’的位置和方位,还能通过加速度判断力度,然后把这种力道传达给‘手’。”
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在家也能跑马拉松
虚拟现实的娱乐版
像纳尼亚国度一样,这篇文章也是穿过衣橱进入更广阔的世界,比如说游戏。
3D技术让游戏场景变得越来越精致,互联网让多人同场竞技成为可能,虚拟现实要为人们创造更富真实感的情境,而且,你不再是指派××代替你的角色进入游戏,因为,你这次要选择的是真实的自己。
在全民娱乐的时代,也少不了虚拟现实技术的参与。
借助触觉反馈、力学反馈装置,你要为自己的一举一动负责,哪怕是被撞到了腰或是碰痛了拳头,你发出的大笑还是惨叫,也会实时地被对手听到。除了这些感官刺激,日本科学家还在嗅觉、味觉等上下工夫,打算通过化学合成并模拟各种味道,你路过玫瑰花园还是薰衣草农场,吃一餐牛排还是喝一杯奶茶,鼻子和舌头的感受也绝不相同。或许有那么一天,当你打开一封电邮,一束娇艳的玫瑰伴着清香扑面而来,那是男友送给你的早安问候。
你还可以邀请上几个亲朋好友,来一次动真格的跑步比赛。潘博士这样给记者讲述了他们开发的一个分布式跑步游戏软件系统:
身在杭州的你,与身在北京的老同学,还有身在纽约的好友,三人一起约定在某个清晨一起开跑,你们还一致选定了环西湖的线路。一路上,凉爽的清风吹来,其中还夹杂着荷花的清香,你眼前的风景和路人快速地倒去,就像你在真实的街上晨跑一样,终于在前方看到了身着黑色运动服的老同学,你加把劲冲上去拍一下他的肩膀,并热情地打个招呼,而他也会真切感到这一力道和听到你的问候。
这次虚拟比赛你在自家阳台上的跑步机上就能完成,跑步机上会加装一个传感器,几个人的速度信息被实时传给电脑。利用这个系统,甚至可以进行虚拟的万人马拉松比赛,用户的速度信息通过服务器传给了一台“裁判”电脑,后者为会用户们排出名次,而通过联网,众多网友都可以实时观看这场比赛。
总有一天,奥运会也可以这么干。
韩舒伊