我們常說“耳聽為虛，眼見為實(shí)”，但在借助計算機(jī)技術(shù)所模擬出來的視覺、聽覺、觸覺等感官環(huán)境中，親耳所聞、親眼所見的也未必是真。這種通過一定的裝置讓人沉浸到計算機(jī)系統(tǒng)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中，并能與其進(jìn)行互動的技術(shù)就被稱為虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality——VR）。
一年一度的國際計算機(jī)圖形和交互技術(shù)大會（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)都會在大會上對最新的研究成果進(jìn)行發(fā)布，因此SIGGRAPH大會也被稱為計算機(jī)圖形界的奧斯卡。今年的SIGGRAPH年會將于8月在加拿大溫哥華舉行。6月10日，英國《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站對即將在年會上亮相的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也是最不可或缺的，無論是引人入勝的網(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。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。
由美國康奈爾大學(xué)的杰夫·查德維克和同事開發(fā)出的聲音模擬系統(tǒng)就能很好地解決這一問題。該系統(tǒng)能夠根據(jù)火焰的燃燒程度和運(yùn)動幅度，對其聲音做出真實(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)：低頻上通過大量的計算來還原火焰運(yùn)動時的獨(dú)特聲音，高頻則主要通過錄音剪輯來彌補(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，無論是噴火的巨龍、吹滅的蠟燭還是舞動的火把，這些聲音都得到了逼真的再現(xiàn)。
但查德威克對此還并不滿意，他說：“我們的目標(biāo)是制造出身臨其境的視覺和聽覺環(huán)境。大部分用戶更喜歡在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)?zāi)切┧麄儚奈匆娺^、聽過的事物，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，這并非癡人說夢，美國迪斯尼研究中心匹茲堡實(shí)驗(yàn)室的伊萬·普匹萊夫和他的團(tuán)隊設(shè)計的這款裝備就能實(shí)現(xiàn)你的夢想。
這套被普匹萊夫稱作“環(huán)繞觸覺”的游戲系統(tǒng)，在外觀上看起來就如同一個軟墊，使用時將其套在椅子的靠背上并與游戲機(jī)或電腦相連即可。通過安裝在上面的網(wǎng)格狀震動裝置，你在賽車游戲中看到和聽到的景象都會在其上獲得體感回饋。在3D模式下進(jìn)行游戲時，無論是轉(zhuǎn)彎時的抖動還是剎車時的驟停都會變得更加真實(shí)自然，你會感覺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)烈的沖擊和振動外，通過人體錯覺原理，該系統(tǒng)還能讓人感覺到更為微弱的觸覺，這會使游戲體驗(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。

動作捕捉讓小丑魚更逼真
看過《海底總動員》的朋友們一定對可愛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人都能想得到的。拋開其中臺詞較多的近十個主要角色不說，其中一個小丑魚尼莫游過一大片粉色水母的場景就讓人大傷腦筋。據(jù)制作人員稱，這些水母的數(shù)量總共有7.7萬個，為了讓整個畫面看起來更加真實(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速度和漂浮方向。無論是對技術(shù)人員還是藝術(shù)家來說，這都是一項艱巨的任務(wù)。
日前，由美國佐治亞理工學(xué)院的格雷格·特克和他的同事所開發(fā)出的一套計算機(jī)模型就能在解決類似問題上派上大用場。
通過該模型，只需借助一種類似于樂高玩具的分段式動物模型，計算機(jī)就能自動模擬出流暢和逼真的水生動物動畫。此外，該系統(tǒng)還會考慮到水的流速、流向以及動物在水中前進(jìn)時所產(chǎn)生的波紋，從而讓整個動畫更趨自然逼真。據(jù)研究人員稱，除了制作動畫外，這套系統(tǒng)還可以用于水下機(jī)器人的研制。

模擬系統(tǒng)讓動畫自己出聲
為配合電子游戲中復(fù)雜的視頻特效，美國康奈爾大學(xué)的鄭昌西（音）和他的同事開發(fā)出了一套系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確重現(xiàn)物體在碰撞時產(chǎn)生的撞擊聲。
在實(shí)驗(yàn)中，研究人員對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，在通過一段復(fù)雜的路徑后，最后在重力的作用下使一個金屬制成的兔子模型跌落到了一個購物車中。模擬如此復(fù)雜的聲音對此前的技術(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)，在動畫播放的同時就可以得到逼真的聲音效果。
鄭說，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單獨(dú)物體的聲音而并沒有將聲音的散射考慮在內(nèi)。該團(tuán)隊正在開發(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被電腦模擬得更加自然。

懷孕的感覺男人同樣可以體驗(yàn)
無論性別和年齡，可能很多人都曾想象過懷孕是什么樣的感覺，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)。通過這套可穿戴式設(shè)備，即便是男性也能親身感受到懷孕時胎兒的重量、溫度、運(yùn)動以及心跳等特征。
為了模擬胎兒的溫度和體重，系統(tǒng)包含一個充滿了溫水的水袋；胎兒蹬踹等動作由其中可自如縮放的45個氣球來模擬；擺動的模擬則通過一種網(wǎng)格狀振動裝置來實(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，可對使用者的動作進(jìn)行實(shí)時回饋。
當(dāng)這套裝置與計算機(jī)相連接后，軟件會顯示出胎兒實(shí)時的三維模型和懷孕期間的注意事項。通過計算機(jī)，使用者既可逐日逐月地慢慢體會十月懷胎的辛苦過程，也可以讓整個過程濃縮到兩分鐘。
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。