當虛擬實境和人工智慧齊步走 ：從現實、科幻、產品、企業到未來的影響

2.2　科幻中的虛擬實境

在科幻的世界中，虛擬實境是除了時空穿梭、冬眠技術和恆星際航行之外最酷炫的一種技術，同時也是最容易引發人類關於科技倫理道德、人性本質、哲學思考的一項技術。因為低級程度的虛擬實境可以用來炫技，而終極程度的虛擬實境則實現了人類從未奢望的一個夢想—永生。

在平凡的日常生活之外，我們都期望有無數種更精彩的活法。除了習慣性地低頭看看手機上的資訊，也需要時不時仰望一下燦爛的星空。打開一本科幻小說或是欣賞一部科幻影視作品，讓我們來看看科幻中的虛擬實境會給未來的生活帶來怎樣的變化吧。

《星際大戰》中的3D立體投影

在《星際大戰》這部科幻電影中，最令人印象深刻的特效莫過於3D立體投影。在《星際大戰三部曲：西斯大帝的復仇》這部電影中，被破格提拔為絕地武士（Jedi）長老議會成員的安納金因為和議長（實際上是西斯大帝）的關係親密，而得以參加長老議會的決策大會。在大會上，來自銀河系各個角落的Jedi長老們用3D投影的方式齊聚一堂。這種3D立體投影技術，將有望實現真正意義上的遠程會議。

影片中大受小朋友歡迎的R2D2機器人，也具備投影通訊功能，可以隨時隨地將重要的資訊用3D立體投影的方式呈現在主角眼前。

《星際大戰》電影中的全息投影效果

如今最主流的3D投影技術是將影像投影到透明的全息膜上，這種技術的缺點是成本高昂，且需要提前布置，達到Jedi長老大會的效果還有可能，但是較之R2D2機器人的本事就差遠了。

有兩種產品有望實現《星際大戰》中隨時隨地的三維全息投影效果，那就是2015年剛公布的微軟黑科技產品HoloLens，以及號稱今後甚至不需要配戴眼鏡的Magic Leap。當用戶配戴HoloLens眼鏡後，可以看到現實世界場景和虛擬場景的完美融合。而Magic Leap的效果更加神奇，更加類似R2D2的3D投影技術，但遺憾的是，目前並沒有對外開放樣品的測試。

除了HoloLens和Magic Leap技術，目前還有一項在空氣中進行3D投影技術引起了人們的關注。這種技術的原理是通過雷射發射器加熱空氣分子使其電離，從而創造出漂浮的等離子體，而這些等離子體可以發出白光。這項技術的投影設備比較小，今後可能會應用到智慧手機或其他行動裝置，如Apple Watch，甚至是傳說中的Magic Ring。

《全面啟動》中的造夢與盜夢

在這部由克里斯多夫‧諾蘭導演、李奧納多‧狄卡皮歐主演的經典影片中，影片的主角們遊走於夢境和現實之間，被定義為「發生生在人類意識內的當年動作科幻片」。由李奧納多‧狄卡皮歐扮演的盜夢師和他的團隊潛入他人的夢境，從人的潛意識中盜取機密資訊，並重塑他人夢境以便植入一個「想法」。

在《全面啟動》中，盜夢者們使用一種名為夢素（somnacin）的藥物和一臺盜夢機，將製造的夢境場景上傳到他人的夢境之中，然後其他幾個連入機器的盜夢者也會進入對方的夢境。在現實中，這種讀取他人思想的裝置其實已經有了，那就是核磁共振掃描器（MRI）。加利福尼亞大學柏克萊分校的神經系統科學家傑克‧加朗特曾採用MRI技術類比實驗者大腦的視覺系統演算法，從而繪製出大腦活動圖像。而日本國際電氣通信基礎技術研究所（簡稱ATR）的計算神經系統科學實驗室，則開發出另一種偷取圖像的技術。實驗室科學家可以通過分析大腦視覺皮層中的血流，重現實驗者所觀察的黑白圖像。

《三體》中的V裝具

看過《三體》小說的科幻迷們，一定會對其中所描述的支援「V裝具」方式的《三體》遊戲印象深刻。

「汪淼敲門，門沒鎖，開了一個縫，他看到申玉菲正坐在電腦前玩遊戲，令汪淼驚奇的是她竟穿著一套『V裝具』。這是目前在遊戲玩家中很流行的玩意兒，由一個全視角顯示頭盔和一套感應服構成，感應服可以使玩家從肉體上感覺到遊戲中的擊打、刀刺和火燒，能產生出酷熱和嚴寒，甚至還能逼真地模擬出身體暴露在風雪中的感覺。汪淼走到她後面，由於遊戲是在頭盔中以全視角方式顯示的，在顯示器上什麼都看不到。這時，汪淼想起大史讓他記網址和郵件地址的事，無意中掃了一眼顯示器，那個遊戲登錄介面上的英文名很特別，他記住了。」

這裡面所提到的全視角顯示頭盔其實就是以HTC Vive / Oculus Rift為代表的虛擬實境頭盔，而感應服則是一套完美的VR全身互動系統。

當然，目前階段對應感應服最接近的產品就是體感衣。但當前階段的體感衣只能提供簡單的交互輸入，甚至只是簡單的動作資訊識別。和體感手套類似，體感衣目前的作用是可以讓VR系統識別人體全身運動。這種衣服裝備了很多觸覺感測器，當穿在人體上之後，感測器可以根據身體的動作探測和跟蹤人體的所有動作。體感衣可以對人體大約50個不同的關節進行測量，包括關鍵的膝蓋、手臂、軀幹和腳等。當人體進行各種運動時，相關的運動資訊會被電腦識別，而體感衣也會作用於人體產生壓力和摩擦力。

但總體來說，資料衣和資料手套這種人體交互技術裝備相較於虛擬實境頭戴設備來說還很落後，至於《三體》遊戲中提到的讓玩家感受到擊打、刀刺和火燒，類比外界的溫度變化等效果還遠遠沒有達到。但相信隨著虛擬實境頭戴設備的普及，相應的交互技術也會突飛猛進地發展，並最終實現甚至超過《三體》中所描述的遊戲體驗。（註：至2017年，體感衣技術如bHaptics與ThermoReal，都已經可以做到細膩的溫度變化與擊打效果。）

《星際大爭霸前傳：凱布卡》中的Holoband

《星際大爭霸前傳：凱布卡》是2010年上映的經典科幻迷你劇，由《星際大爭霸》製作人打造。凱布卡（Caprica）是一個星球的名稱，也是故事發生的背景地點。在這部迷你劇中，我們看到了人類第一個具有人工智慧思考能力的機器人—賽隆（Cylon）的誕生。

相信看過這部迷你劇的朋友都會對其中的高科技產品Holoband印象深刻。從某種意義上來說，Holoband就是HTC Vive / Oculus Rift等頭戴式VR裝置的最終升級版。故事中的Greystone集團創始人是個類似賈伯斯一樣的神奇創新人物，同樣也遭遇了類似賈伯斯早年被驅逐出蘋果的悲慘命運。Greystone開發了一款名為Holoband的眼鏡模樣的頭戴設備，還提供了一個虛擬的娛樂空間，在青少年群體中風靡一時。當玩家戴上Holoband後，就會進入一個虛擬的空間，在其中可以做任何現實世界中只能想像而無法實現的事情。

《星際大爭霸前傳：凱布卡》中的Holoband全息眼鏡

雖然Oculus Rift、HTC Vive和Sony PlaystationVR這些設備都還處於前幾代階段，相較之下依然很笨重，但相信在今後一定會進化成類似Holoband這種輕巧便利可隨身攜帶的裝備。

《駭客任務》中的腦機介面

毫不誇張地說，《駭客任務》三部曲系列電影的上映影響了一代極客和駭客，也引發了人們對科技與道德倫理、人的終極命運、哲學和神學等終極問題的深入思考。《駭客任務》中的內容，涉及哲學、神學、無神論、印度教、佛教、道教和基督教，還蘊含著啟蒙、涅槃和重生的概念，同時在配樂中使用印度教的頌歌、理念、虛幻、因果報應等觀點。

在《駭客任務》的故事背景中，未來的人類生活在機器人所製造的母體（Matrix）虛擬世界中，而機器人則得以從人體獲取所需的生物能源。但生活在虛擬世界中的人類絲毫沒有意識到自己的世界是虛擬的，直到「救世主」的出現。

《駭客任務》的故事基於一個基本的技術前提，那就是人類實現了真正意義上的腦機介面，可以將自己的意識、記憶跟虛擬的數位世界緊緊相連。

《駭客任務》中的腦機介面

在目前來說，要實現這一步還有相當遙遠的距離，但也有一些科研工作者甚至是企業在探索這條道路。以神念科技的Brainlink為例，可以透過先進的eSense腦電波探測技術記錄大腦在某一刻的狀態。而來自美國杜克大學醫學院神經生物學的教授米格爾‧尼科萊利斯則在自己的著作《腦機穿越》一書中，詳細闡述了在腦機介面方面的研究成果，並在2014年巴西世界盃上展示了採用腦機介面技術的「機械戰甲」。

《鋼鐵人》中的全息投影和手勢操作

如果說《星際大戰》中的投影技術僅僅是將人物和場景的3D影像投影到空氣之中，那麼《鋼鐵人》中的全像投影則更進一步，可以直接實現手勢操作互動。

素有「矽谷鋼鐵人」和「下一個賈伯斯」之稱的Tesla創始人伊隆‧馬斯克曾上傳過一段有關全像投影手勢操作的展示影片。該技術需要配合Oculus Rift和全項投影機，以及類似Leap Motion控制器這樣的手勢操作識別設備，而靈感則來自《鋼鐵人》中小羅勃道尼在家中對電子設備的操控方式。馬斯克表示，希望將該技術應用到自己的太空開發技術公司SpaceX的火箭設計中。

《阿凡達》中的化身（Avatar）技術

《阿凡達》的故事發生在2154年，作為一個雙腿癱瘓的前海軍陸戰隊員，傑克‧薩利生無可戀，因而欣然接受了被派遣去潘朵拉星球的採礦公司工作。

資源豐富的潘朵拉星球並不適合人類生活，除了有對人體致命的空氣外，星球上的動植物都是異常危險的掠食者。而這裡的環境也造就了和人類不同的種族—身高近3米的藍色類人種族納美人。為了完成在異星球的資源開採工作，科學家嘗試將人類的DNA和納美人的DNA結合在一起，製造出一個複製納美人。而最神奇的地方在於複製納美人可以讓人類的意識入駐其中，從而成為人類在這個星球上活動的「化身」（Avatar）。當然，並不是所有人都可以操控「化身」，只有DNA匹配的人才具備這樣的能力。

不過「化身」的能力並不是無敵的，當「化身」睡覺時，主角的意識就會回到自己殘疾的人類身體中，只有通過專門的連接設備才能返回「化身」。歷經磨難之後，在納美人祭司的幫助下，納美人用自己的感受器和神樹相連，借助神樹的力量，將主角的意識永久性轉移到他的「化身」上。

雖然要實現《阿凡達》中所描述的「化身」技術還為時尚早，但通過複製人類意識實現永生的夢想，應會激勵著人類朝這個方向前進。

《阿凡達》中的化身技術

《戰爭遊戲》（Ender’s Game）中的模擬戰爭

在知名科幻小說《戰爭遊戲》（Ender’s Game）中，人類為了抵抗外星蟲族的攻擊而成立了星際艦隊。在遭受了一次又一次來自蟲族的毀滅性打擊之後，人類開始花費數年時間培養新一代的指揮天才。地球上最出色、最聰明的青年才俊被挑選加入位於軌道太空站上的軍事學校。在那裡他們展開了殘酷的競爭，在一個充滿暴力和緊張氣氛的環境下進行嚴格的模擬訓練，因為只有一個人能被挑選成為指揮官中的領袖。主人翁安德‧維京在眾優秀學員中脫穎而出，並很快得到提升，帶領隊友在模擬戰中對抗假想的敵軍。很快人類確定蟲族即將發起另一次終極攻擊，於是他們安排了一次「終極測試」。安德和他的隊友為「終極測試」精心準備，竭盡全力，以幾乎消耗全部艦隊的代價，摧毀了蟲族生存的星球，並贏得了「終極測試」。直到此時，他們才被告知這並不是一場遊戲，而是真正的戰爭。

在另一部科幻電影《明日邊界》（Edge of Tomorrow）中，神祕外星生物襲擊地球，將人類聯軍打得落花流水，湯姆‧克魯斯扮演的美軍少校比爾‧凱奇首次出戰就慘烈犧牲。但他卻由於某種不明原因再獲新生，並在一次又一次的重生中找到了克敵制勝的方法，並最終打敗了外星生物。

具備類似構想的，還有知名的科幻電影《啟動原始碼》（Source Code）和《攔截記憶碼》（Total Recall），雖然影片的主題不是戰爭，但卻都基於一種思路，那就是把虛擬實境技術作為全新的人機交互技術，通過電腦作戰類比實戰，以便最大限度地降低訓練傷亡，同時也使訓練的過程更為逼真，更接近實戰。

《戰爭遊戲》中的虛擬戰爭遊戲

目前各國軍事機構都在積極開發立基於虛擬實境技術的單兵訓練、戰術演練、戰役指揮等軍事系統。比如美軍早在2002年就推出了軍方專用的「America’s Army」軍事訓練遊戲，隨後又推出美國陸軍步兵訓練系統（簡稱DSTS）。

《黑鏡》中的記憶存儲裝置

《黑鏡》（Black Mirror）是英國電視臺於2011年12月推出的迷你電視劇，目前已播出了7集。其中第一季和第二季各3集，分別以3個構建於未來科技背景的獨立故事，表達了科技對人性的影響。

在《黑鏡》第一季第2集的世界中，人們居住在被黑玻璃包圍起來的虛擬房屋中，每天的工作就是在固定的自行車架上騎車賺取點數。人們的所有交流都透過強大的虛擬網路，每個人都有自己的虛擬形象，只需要動動手就可以給虛擬形象換裝。人們的各種日常活動，如刷牙、買食物、玩遊戲等活動都會消耗點數。在《黑鏡》第一季第3集的世界中，人類是被高科技操控的玩偶。每個人都在耳朵後面植入一塊晶片，可以儲存自己的記憶。而當想要回憶昔日年華的時候，則可以用「遙控器」調取記憶。

當然，《黑鏡》更多是關注於未來科技對人類影響的一種諷喻，看似荒誕不經，我們卻不能對此無視。

《刀劍神域》中的死亡遊戲

「這雖然是個遊戲，但可不是鬧著玩的。」《刀劍神域》（Sword Art Online）的設計者如是說。《刀劍神域》本是作者川原礫為參加2002年的電擊遊戲小說大獎而寫的長篇小說，但因為內容過長而無緣參賽，乾脆改為網路連載的形式。從2004年開始，這篇小說開始受到關注，並很快風靡日本。

故事的背景發生在2022年，主角桐谷和人是世界首款「完全潛行遊戲（Full dive）」刀劍神域的玩家，曾幸運地參與過封閉測試。但是當主角準備體驗遊戲的第一次正式營運時，卻發現遊戲的「退出」指令已經消失，眾多玩家被困在遊戲世界中。自稱是SAO遊戲設計者的「茅場晶彥」告訴玩家，如果無法完成攻略就無法離開遊戲。打倒位於遊戲某處的大BOSS並實現「完全攻略」，則是離開這個世界的唯一方法。更變態的是，如果玩家在遊戲內GAME OVER或是嘗試脫下遊戲裝備NERvGear，就會立即被頭戴設備所發出的高頻率微波破壞大腦而死亡。

《刀劍神域》對二次元宅男的影響力是如此巨大，以至於每當提到虛擬實境遊戲的時候，很多人第一時間想到的就是《刀劍神域》。《刀劍神域》中的NERvGear或許是HTC Vive / Oculus Rift和BrainLink的終極進化版，但是相信在現實世界中，哪怕是再逆天的科技公司也不敢做茅場晶彥這樣的設定吧。

《刀劍神域》中的NERvGear（動畫截圖）

《一級玩家》中的財富遊戲

《一級玩家》（Ready Player One）的故事同樣發生在未來，彼時虛擬實境技術和網路遊戲得到了完美的結合。遊戲公司「綠洲」以此起家，成為人們藉以避世的港灣。「綠洲」的創始人哈利迪也因此成了全球首富，但他的遺囑也為人類最後的世外桃源帶來了一場巨大風波。在哈利迪的遺囑中表示，如果哪個玩家可以在「綠洲」中找到他設置的遊戲彩蛋，就能接手「綠洲」成為新的世界首富。於是，一場追逐財富的頂尖玩家遊戲開始了。

和《刀劍神域》中GAME OVER就等同於真實死亡的設定不同，在《一級玩家》的世界中，眾多玩家追求的是通過遊戲中的彩蛋來獲得現實世界中的財富。但諷刺的是，在《刀劍神域》中如果輕易讓遊戲角色死掉，就要接受在現實世界中死亡的懲罰。而在《一級玩家》中，作為一個遊戲高手反而會在現實世界中受到追殺。令人期待的是，著名大導演史蒂芬‧史匹柏已經在執導《一級玩家》這部電影。《一級玩家》這部以虛擬實境遊戲為背景的科幻小說，也將成為深深影響現代人認識虛擬實境可能性的電影。（註：目前此電影預計在2018年3月上映，並由華納兄弟指定HTC Vive為官方內容的合作夥伴。）

2.2　科幻中的虛擬實境

在科幻的世界中，虛擬實境是除了時空穿梭、冬眠技術和恆星際航行之外最酷炫的一種技術，同時也是最容易引發人類關於科技倫理道德、人性本質、哲學思考的一項技術。因為低級程度的虛擬實境可以用來炫技，而終極程度的虛擬實境則實現了人類從未奢望的一個夢想—永生。

在平凡的日常生活之外，我們都期望有無數種更精彩的活法。除了習慣性地低頭看看手機上的資訊，也需要時不時仰望一下燦爛的星空。打開一本科幻小說或是欣賞一部科幻影視作品，讓我們來看看科幻中的虛擬實境會給未來的生活帶來怎樣的變化吧。

《星際...

一個偶然的機會，通過朋友介紹我認識了王寒。我們至今未曾謀面，主要通過微信和電子郵件聯繫，但我們還是成了朋友。在互聯網出現之前，這是不敢想像的，如今互聯網和社交網路的普及，讓這個世界變得越來越小，人與人之間的距離不再受時空的限制。其中最典型的就是微信的出現，微信讓多年失聯的同學、朋友重新找回當年的親密關係。既然互聯網已經變成了人們生活的一部分，一個很自然的問題就出現了：下一個科技爆點在哪裡？這正是本書作者試圖回答的問題。

我本人1987年進入清華大學電腦系學習，1997年赴美工作，經歷了從微機到互聯網，從無線通信手機到智慧手機的整個發展歷程。智慧手機和難以計數的互聯網應用是近幾十年來科技進步之大成。我有幸參與了這些科技突破：碩士畢業後進入摩托羅拉參與研發第一代GSM數字手機；後加入北方電訊研發CDMA基站；後加入思科研發互聯網路由器；從加入黑莓公司開始進入智慧手機行業；經歷了Palm的Treo智慧手機後，2008年進入蘋果從事iPhone的無線技術研發工作。對我這樣一個科技工作者來說，最大的問題也是：下一個革命性的高科技產品是什麼？

本書作者的觀點和我的觀點不謀而合，我們共同的答案是：下一個科技革命 將是虛擬實境，其中的擴增實境技術會再一次改變我們的生活方式和工作方式。 縱觀20世紀以來的歷次科技突破，從電話到電腦，到電視，到手機，到互聯網，到智慧手機，無一不是改變了我們之間的互動模式，改變了資訊傳遞的方式。電話讓我們的交談不再受距離限制，電腦和電視把資訊帶到我們家裡，手機讓我們隨時隨地保持聯繫，互聯網讓我們可以輕鬆找到感興趣的資訊，智慧手機通訊方式是推動科技突破的源泉。

虛擬實境並不是近幾年發明的新技術，可以說從有電腦的那天起，人們就開始想像怎樣用電腦的超級計算能力去實現夢想。人類的好奇心和想像力一直是發明創造的動力，很多發明始於想像。飛機的發明始於人類想要和鳥一樣飛翔。電影的出現讓人們看到了虛擬世界，但畢竟是平面圖像和真人在表演。人們要用計算機去製作完全虛擬逼真的場景，比如去太空遨遊，去一個不存在的童話世界。我 1995年做的碩士論文，題目是「三維立體圖形重建」，就是用平面地圖和等高線 重建三維地形，用了當時最先進的SGI圖形工作站，但也只能做到靜態顯示一座山，山上的樹木和河流有明顯的製作痕跡。那時我第一次看了一些關於虛擬實境的文章，神奇的虛擬實境在當時的計算速度和圖形處理能力下還只能是一種設想。

讓虛擬實境重新回到科技界視線的是今天的計算能力、圖像處理能力、傳感器技術、高清顯示技術和強大的軟體平臺。目前的智慧手機已經具備了這些技術， 生產虛擬實境的廠家可以直接把這些技術應用在虛擬現實眼鏡和頭盔上。我傾向於虛擬實境是智慧型手機的延伸，正像智慧型手機是手機和互聯網的延伸一樣，虛擬實境會帶給人們全新的體驗。正因為智慧型手機已經儲備了虛擬實境需要的技術，虛擬實境才有可能在短期內爆發，成為下一代革命性的高科技產品。

擴增實境是虛擬實境的一個分支，其將虛擬世界和現實世界結合在一起，讓用戶既能生活在現實中，又可以看到疊加的虛擬物體，有亦真亦幻的體驗。擴增實境之所以會超過完全虛擬的技術，是因為擴增實境除了娛樂和教育外，還可以廣泛應用於醫療、工業、軍事、反恐等領域，成為一項工具型技術，具有替代計算機和智慧型手機的潛力。在醫療上，醫生可通過擴增實境眼鏡進行手術訓練和提供手術指導；在工業上，擴增實境眼鏡可用於操作培訓、遠端維修；在軍事上，增強現實可用於指揮作戰；在反恐上，擴增實境可用於回傳即時場景和指揮員警行動。總之，擴增實境會把虛擬實境帶到一個新高度。

本書是一本知識性和趣味性極強的介紹虛擬實境的書，我幾乎是一口氣讀完的，並且讀了兩遍。幾位作者都是虛擬實境的忠實粉絲，在本書中，他們利用獨特的視角，對虛擬實境進行了深度解讀。本書除了介紹了虛擬實境技術外，還介紹了虛擬實境歷史、科幻電影對虛擬實境的推動、虛擬實境的行業概況及主要企業、虛擬實境的應用場景、虛擬實境的未來發展，以及目前市場上的虛擬實境產品介紹。看完本書，讀者會對虛擬實境有一個全面的、高層次的瞭解。這是一本非常好的介紹虛擬實境的入門書。

非常感謝王寒給我為本書寫序的機會，作為一個從業二十多年的高科技工作者，我真心希望有更多的人能瞭解虛擬實境，能成為虛擬實境的推動者和受益者。

張海寧

Sr Manager,iPhone/iPad Wireless ,Apple

一個偶然的機會，通過朋友介紹我認識了王寒。我們至今未曾謀面，主要通過微信和電子郵件聯繫，但我們還是成了朋友。在互聯網出現之前，這是不敢想像的，如今互聯網和社交網路的普及，讓這個世界變得越來越小，人與人之間的距離不再受時空的限制。其中最典型的就是微信的出現，微信讓多年失聯的同學、朋友重新找回當年的親密關係。既然互聯網已經變成了人們生活的一部分，一個很自然的問題就出現了：下一個科技爆點在哪裡？這正是本書作者試圖回答的問題。

我本人1987年進入清華大學電腦系學習，1997年赴美工作，經歷了從微機到互聯網，從...

前言　緣起：虛擬現實的涅槃重生

2014年3月，Facebook宣布以20億美元收購虛擬實境設備Oculus Rift的製造商Oculus VR。以此事件為標誌，自20世紀九○年代如流星般劃過天際而後沉寂二十多年的虛擬實境領域，特別是沉浸式虛擬實境領域再度滿血復活，涅槃重生。一時間，眾多科技巨頭紛紛湧入這個新興市場，或參與對創業團隊的投資，或自己組建強大的產品團隊。VR和AR這兩個拗口的科技名詞迅速風靡全世界。

目前除了蘋果之外，國際上知名的科技公司幾乎無一缺席這場盛宴，Facebook、Google、微軟、Samsung、Sony、Intel、Nvidia、Nokia、LG、HTC等公司都爭先恐後，不甘示弱。幾款極具代表性的產品尚未上市就已經受到消費者和產業的狂熱期待，包括 Facebook 旗下的Oculus Rift、Google的Google Cardboard和Google Jump、微軟的HoloLens、Samsung的Gear VR、Sony的Playstation VR、HTC和Valve 聯手推出的HTC Vive等。

到了2015 年下半年，在經歷了史上前所未有的股災之後，傳統行業和新生的互聯網行業都受到沉重打擊，國內互聯網巨頭、金融資本和產業資本紛紛將目光投向下一個可能帶來革命性變革的計算平臺──虛擬實境。以BAT為首的互聯網巨頭從2015年10月開始瘋狂佈局VR/AR領域，而傳統行業以奧飛動漫和順網科技為代表也密集投資VR/AR的創業團隊，期待在這個未來平臺的大蛋糕上分一杯羹。

問題──迷茫和困惑

VR/AR在極短時間內的火爆讓我這個愛好者目瞪口呆。

但遺憾的是，除了科技媒體和極客們在各種展會上如同打雞血一般表達興奮激動之情外，普通大眾仍然離這些設備十分遙遠。即便是偶爾有機會得以體驗，在小小的激動之餘，都會問一些目前還沒有被很好解決的問題：這些看起來很酷的東西究竟能做些什麼？虛擬實境究竟能解決什麼需求？我為什麼要買這個東西？

還有些人會問：究竟什麼是虛擬實境？什麼是擴增實境？

有些非文化娛樂行業的兄弟會問：這東西除了看電影、打遊戲等比較明顯的用途之外還有什麼用？戴在頭上又重又沉，誰會沒事找罪受？

有人會問：虛擬實境是不是就是虛擬實境頭盔？那個看起來很酷的萬向跑步機究竟是幹嘛的？

極客們和學校的同學會問：虛擬實境這麼酷的東西，究竟是怎麼實現的？體驗過的嘗鮮者會問：我戴上頭盔會暈會吐，這問題能解決嗎？什麼時候能解決？

想創業的、想投資的和想在這個領域發展的兄弟們會問：虛擬實境行業都有哪些公司、哪些產品？還有哪些商機可以去嘗試？虛擬實境技術究竟會帶來怎樣的商機？什麼樣的虛擬實境公司值得投資？虛擬實境這東西僅僅是一項技術，究竟能滿足大家的什麼實際需求？如果滿足不了需求，光靠技術能賺錢嗎？

有些心懷未來的朋友會問：虛擬實境未來究竟會怎麼發展？現在的虛擬實境行業是不是泡沫般的虛榮繁華？會不會出現20世紀90年代的虛擬實境行業大

崩盤？再過30年虛擬實境會發展成什麼樣子？

這個行業究竟什麼時候能爆發？現在的火熱究竟是虛火，還是說行業真的開始引爆了？

思考──答案在哪里

看到上面的問題，我首先想到的是打開百度和谷歌，的確有很多有用的訊息，但這些資訊帶著這個時代獨有的特徵，過於碎片化、商業化，或是明顯的商業廣告，或是暗黑的悲觀打壓，或是長篇廢話中夾雜著些許精闢的真言。但不管怎樣，這些資訊還是部分回答了我想知道的一些問題。為此，我要點1000個讚。

然後我想到了找國內外的相關書籍，首先是國內的書籍，零零星星還是找到了一些，大部分都是由高校或研究機構的老師撰寫的。看完後我感到很佩服，國內一直有高校、科研機構和一些商業機構在從事這方面的研究和開發工作。但是

遺憾的是， 這些書籍裡面的內容（無論是從技術角度還是從商業角度）很多已經跟不上時代了，至於近幾年虛擬現實行業如火如荼的發展，裡面更是鮮有提及。同時，因為這些書籍主要是由科研人員撰寫的，普通大眾看稍顯晦澀。

接下來我又找了國外的相關書籍，出乎意料的是國外關於虛擬實境的書籍竟然也不多。當然有那麼一兩本還是很給力的，如 Infinite Reality: Avatars, Eternal Life, New Worlds, and the Dawn of the Virtual Revolution，已經翻譯成中文， 書名是《 虛擬現實：從阿凡達到永生》。不過這本書的內容更多是對未來的一種暢想，並沒有真正給出我想要的那些問題的答案。

最後我去了Quora、知乎，還有國內外的一些論壇、討論群和社交網站，發現這些地方才是真正的資訊寶藏。但是遺憾的是，這些資訊太過於碎片化了，而且基本上只是涵蓋了一兩個問題的一兩個方面而已。

如果想讓更多國內的朋友真正接觸和瞭解虛擬現實以及它的巨大潛力，這些 資訊是遠遠不夠的。

在更深入接觸虛擬實境的過程中，我越來越強烈地感覺到，非但我自己想知 道這些問題的答案，很多朋友在體驗了哪怕是仍處於原型階段的虛擬實境產品（如Gear VR、Oculus Rift、Leap Motion等）後，也都對虛擬現實產生了強烈的興趣。但興趣歸興趣，他們想要知道的那些問題，並沒有人給出答案。於是很快興趣消退，大家把虛擬實境產品當成了極客的玩具。好玩歸好玩，但好像沒什麼用。一兩天過去後，一兩周過去後，一切好像都成了一個夢，沒有留下一絲痕跡。當然，要解決虛擬實境的內容問題非一日之功，但大眾對於虛擬實境的諸多誤解、諸多疑問沒有得到解決卻是當下真實的情況。

答案──《虛擬實境》帶你真正瞭解虛擬實境

我遇到這些問題的時候，曾求助於機械工業出版社華章公司的楊福川，想讓他推薦幾本書。楊兄很熱心地推薦了幾本書，但看完後很遺憾地發現，這些書也不是我想要的，沒太大用處，更不能解決我的種種疑問。於是在2014年上半年的時候，我萌生了寫一本介紹虛擬實境的科普類書籍的想法，並開始收集整理相 關的資訊和資料。

在經過了大半年的行業觀察和儲備後，我和楊兄達成了一致，計畫在2016年出版一部關於虛擬實境的科普書籍，向極客、創業者和投資人、管理者以及最普通的大眾消費者全面介紹虛擬實境，讓更多人真正認識和瞭解虛擬實境。

未來──虛擬實境革命浪潮已然來襲

在吳軍博士的《浪潮之巔》一書中曾經提到，100多年來，總有一些公司很幸運地、有意識或者無意識地站在技術革命的浪尖之上。一旦處在了那個位置，即使不做任何事， 也可以隨著波浪順順當當地向前漂個10年甚至更長的時間。在這十幾年間，它們代表著科技的浪潮，直到下一波浪潮來臨。

小米董事長雷軍在當年宣佈進軍移動互聯網市場時曾說過一句廣為人知的話：「把握戰略點，把握時機，要遠遠超過了戰術。一頭豬在風口，颱風大，它就能飛起來。」

在PC時代，我們見證了太平洋彼岸的蘋果、微軟和Intel發跡於草莽之中，並成就「帝國偉業」。

在互聯網時代，我們親歷了國內互聯網三巨頭BAT從只有數人的創業團隊成長為今天擁有數千億美元市值，改變了整個經濟生態的產業巨鱷。

在移動互聯網時代，我們目睹了曾經瀕臨破產的蘋果在約伯斯的帶領下上演王者歸來，江山二分；同時也對Nokia、Motorola這些公司未能把握好時代浪潮而走下昔日神壇感到惋惜。

2016年1月，在蘋果發佈的最新財報上，i Phone　 的銷量相比2015年同期首次出現近乎零增長的可怕現象。這意味著，以蘋果為首的整個移動互聯網行 業已經走到了拐點，即將步入增長停滯，甚至是逐漸衰退的時期，就如同當年的 PC 市場一樣。

那麼，有望如智慧手機一樣打造下一個計算平臺，撐起下一個十年的技術革 命究竟是什麼？

有人說是人工智慧和機器人， 君不見AlphaGo最近完勝世界圍棋第一人李世石的戰績讓對圍棋不感興趣的大叔大媽都為之膽寒。然而我個人認為，人工智能，特別是強人工智慧的發展還處於極其早期的階段，弱人工智慧憑藉強大無比的計算能力和深度學習演算法可以在各種專業領域超越，但因為腦科學發展的滯後，AI仍然需要一定時間的發展期。我堅信二三十年後人工智慧和機器人會掀起真正的革命，但現在似乎還為時尚早。

有人說是物聯網和可穿戴設備，聽起來也有幾分道理。但物聯網的問題在於各種智慧設備之間群龍無首，很多所謂的智慧家居家電設備只不過是傳統的電子設備配上個移動APP進行操控而已。物聯網和智慧可穿戴設備的真正崛起其實和AI人工智慧的發展息息相關。從本質上說，需要人手動進行操控的智慧設備並不是真正的智慧設備，這和傳統設備配個遙控器沒有本質的區別。或許我的話有點偏激，但從另一個角度看，一個計算平臺必須有一種主導設備。至少在物聯網上我們看不到這一點，更多的只不過是移動互聯網的延伸而已。

在當前這個時間點，唯有虛擬實境技術（VR和AR）最有可能打造下一個計算平臺，並形成一個堪與移動互聯網相提並論的產業。

在接下來的5年內，VR（沉浸式虛擬實境）技術會首當其沖，通過遊戲、娛樂、影視和各類行業應用深入千家萬戶。 AR 技術在這段時間內會快速做好技術儲備，並初步展示它的驚人潛力。

隨後的5～10年內，逐漸成熟起來的AR（擴增實境）和MR（混合實境）技術則將徹底改變人類生活的每一個方面，包括娛樂、社交、設計、工作等。就如同電腦、互聯網和移動互聯網曾經對人類生活做出的巨大革命一樣。

我們經歷了「電腦+」時代 、「互聯網+」時代、「移動互聯網+」時代，如今正站在「虛擬實境+」時代的門檻上。 不管你是一個追求極致遊戲體驗的遊戲迷，還是一個喜歡磅礴氣勢的電影迷，還是喜歡宅在家裡跟人線上交流的二次元迷，還是一個正在尋找未來方向的創業者，還是正在尋求在新興行業布局的產業資本家，都應該多多少少了解一點虛擬實境。因為不管我們是否相信，虛擬實境的時代大門已經開啟。我們可以選擇去主動擁抱這場技術革命，也可以選擇故步自封，流連於往日的技術繁榮。

時代的浪潮會推動著我們向前進。「天下大勢，浩浩湯湯，順之者昌，逆之者亡。」對於技術革命來說，還不會涉及生死存亡，但緊緊跟隨時代的浪潮會讓我們前進的步伐更加有力，也更加順暢。

致謝

能夠順利完成這本書首先要感謝機械工業出版社華章公司的楊福川、高婧雅和孫海亮。特別是楊福川，對本書從選題、立項、目錄撰寫和內容修改方面提供了很多寶貴的建議，也讓整本書的品質大大提升。

其次要感謝本書其他幾位作者，第1章的作者卿偉龍、第4章的作者王趙翔（Ryan）、第7章和第8章的作者藍天。沒有大家的共同思考和努力，這本書是不可能順利完成的。

還要感謝對本書內容提供了很多寶貴建議的朋友，包括在2015年SVVR（矽谷虛擬實境大會）上熱情接受訪談請求的諾亦騰科技的戴若犁博士；來自Crytek的市場負責人，南京睿悅的CEO賴俊崧；Archiact Interactive的創始人Frank和Derek；聯絡互動的薛有光；深圳有來科技的CEO劉勇；創景未來科技的CEO王文俊；深圳僑城匯的張暉；TII諮詢的CEO艾永亮；深圳創雲方科技的CEO鄒大明及周艮芳、台優怡；上海紅柚資訊的CEO潘敏；多 尼卡互聯的邱達；Cos Beauty公司的創始人黃萬富和王洪濤；臺灣巨新管理咨詢的創始人連裕興和闕雅萍；UploadVR 的創始人Taylor Freeman；成都雲創新科技的CEO劉德文；四川航空公司的餘言兵。當然還有眾多其他的朋友，限於篇幅，就不在這裡一一列舉了。

感謝UploadVR、RoadToVR、Reddit等VR媒體社區為本書提供了很多寶貴的行業資訊資訊，感謝 Wikipedia提供的無窮無盡的知識。

當然，對於這個行業來說要特別感謝Facebook創始人祖克柏和Oculus創始人Palmer Luckey，沒有這兩個天才，虛擬實境行業可能仍然在黑暗時代中蹣跚而行。

感謝通過賽隆網微信群和微信公眾號vrlife中為本書提供回饋建議的VR/AR愛好者們，包括譚凱、張啊吉、Hyh、維意有你、hongqp、謝文君、暗夜隨風、桂桂桂、嘎、 Jason、斑斕的花、玄霄、朱疆、六特爾、微巫、金屬風 暴、高翔、 Melody、蓄之、1知行合一、曉明、鎮、阿迪、不存在、吳昊宇、roundy、過思良、易科比、蔡say、robinlee、耳石、小跑、肖峰，因為時間、精力和篇幅限制，你們提出的很多寶貴建議並沒有全部體現在書中，但這些建議無疑是我們順利完成本書的巨大動力。

最後要感謝我的家人在我寫作期間給予的無條件支援，你們是我前進的最大動力。

前言　緣起：虛擬現實的涅槃重生

2014年3月，Facebook宣布以20億美元收購虛擬實境設備Oculus Rift的製造商Oculus VR。以此事件為標誌，自20世紀九○年代如流星般劃過天際而後沉寂二十多年的虛擬實境領域，特別是沉浸式虛擬實境領域再度滿血復活，涅槃重生。一時間，眾多科技巨頭紛紛湧入這個新興市場，或參與對創業團隊的投資，或自己組建強大的產品團隊。VR和AR這兩個拗口的科技名詞迅速風靡全世界。

目前除了蘋果之外，國際上知名的科技公司幾乎無一缺席這場盛宴，Facebook、Google、微軟、Samsung、Sony、Intel、Nvidia、Nokia、LG、...

序

前言　緣起──虛擬實境的涅槃生

第1章　現實篇：虛擬實境的革命浪潮
1.1　虛擬實境發展簡史
1.2　虛擬實境與擴增實境
1.3　虛擬實境與人工智慧
1.4　虛擬實境時代即將來臨

第2章　科幻篇：讓我們共同仰望星空
2.1　星空的旋律：人類科幻之旅
2.2　科幻中的虛擬實境
2.3　幻想世界中的人類命運

第3章　技術篇：虛擬實境的根基
3.1　立體顯示技術：戴上頭盔就是另一個世界
3.2　多感知自然交互技術：哈利波特中的魔法都在這裡
3.3　3D建模：二次元世界是如何煉成的
3.4　3D全息投影：天涯咫尺，盡在眼前
3.5　腦機介面：虛擬和現實，從此再難分開

第4章　產品篇：那些炫酷的革命性產品
4.1　引領時代的VR頭戴設備
4.2　另闢蹊徑的AR頭戴設備
4.3　虛擬實境不只是頭盔

第5章　企業篇：虛擬實境時代誰主沉浮
5.1　Oculus和Facebook：少年英雄，惺惺相惜
5.2　Samsung和Oculus：完美主義和實用主義的碰撞
5.3　HTC和Valve：跨越太平洋的牽手
5.4　Sony：遊戲主機世界霸主不改初衷
5.5　Microsoft：老驥伏櫪，志在千里
5.6　Google：虛擬實境也可以開放
5.7　Magic Leap：不神秘，毋寧死
5.8　Autodesk、Epic Games 和 Unity：虛擬世界的建築師
5.9　Nokia：木馬屠城之後亦有春天
5.10　蘋果：永遠等待完美的那一刻
5.11　多感知交互技術先鋒：科技時代的魔法師們
5.12　中國互聯網巨頭佈局VR：下一個30年還是我們的
5.13　中國VR創業團隊的逆襲夢想
5.14　Meta：小公司的大夢想

第6章　產業篇：下一個浪潮之巔
6.1　虛擬軍事：談笑間灰飛煙滅
6.2　虛擬航太：群星在你的指尖纏繞
6.3　虛擬醫療：實習生也能成名醫
6.4　虛擬教育：終將消失的校園
6.5　虛擬社交：下一代社交平臺即將誕生
6.6　虛擬購物：升級版的電子商務
6.7　虛擬旅遊：天高海闊任你遊
6.8　虛擬遊戲：手遊之後是否是VR的天下

第7章　未來篇
7.1　一切的開始：人機交互的歷史與虛擬實境技術現狀
7.2　技術極點的來臨：當虛擬和現實的界限變得模糊
7.3　發展展望：數位化人類的誕生

第8章　投資篇：虛擬實境金礦等待挖掘
8.1　資本市場熱潮湧動
8.2　產業佈局與升級加速
8.3　廣泛的投資空間
8.4　新興領域的機會與挑戰

序

前言　緣起──虛擬實境的涅槃生

第1章　現實篇：虛擬實境的革命浪潮
1.1　虛擬實境發展簡史
1.2　虛擬實境與擴增實境
1.3　虛擬實境與人工智慧
1.4　虛擬實境時代即將來臨

第2章　科幻篇：讓我們共同仰望星空
2.1　星空的旋律：人類科幻之旅
2.2　科幻中的虛擬實境
2.3　幻想世界中的人類命運

第3章　技術篇：虛擬實境的根基
3.1　立體顯示技術：戴上頭盔就是另一個世界
3.2　多感知自然交互技術：哈利波特中的魔法都在這裡
3.3　3D建模：二次元世界是如何煉成的
3.4　3D全息投影：天涯咫尺，盡在眼前
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