《头号玩家》：如“绿洲”般的虚拟世界离我们还有多远

廖迈伦雨

近些年来，我们不难发现，电影的题材正在呈现愈加多样化的态势，除了常见的都市情感、悬疑推理、历史军旅题材外，还增加了一些跳脱于现实世界之外的仙侠、魔幻、科幻主题，但不论何种题材，背景多是在现实世界与虚幻世界之间择其一。

3月30日在中国上映的电影《头号玩家》就是通过在游戏里建设一个名为“绿洲”的虚拟世界，完美地实现了虚实之间的无缝切换。在虚拟世界“绿洲”里，玩家几乎能做任何事情，当戴上VR眼镜进入游戏，全身的一举一动皆能精准地体现在游戏人物身上，拥有X1体感套装的高端玩家更是能够真实感受人物在游戏世界里的所有触感。相信游戏发烧友们都很期待这款游戏的“上线”，但以目前的科技水平，我们距离享受这个虚拟世界还有多远呢？

VR技术，带你领略“绿洲”之美

影片中，最初映入观者眼帘的是一个在贫民窟中前行的普通男孩，放眼望去，四周破败不堪，随处可见断壁残垣。但当他戴上VR眼镜的那一刻，仿佛带我们进入了一个全新的世界，现代感的各种店铺林立其间，街道上打扮时尚前卫的玩家亦比比皆是。虽然潜意识里知道这一切其实都是游戏情境，但眼之所见确是完美到真实。这恐怕就要归功于近几年一直大火的VR技术了。

或许多数人都听说过VR，但可能鲜有人真正了解它。其实它就是我们常说的虚拟现实技术，也称灵境技术，主要就是利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，模拟现实存在或未知不存在的环境及事物，让使用者从视觉、听觉、触觉等感官及时、无限制地观察三度空间内的事物，获得一种身临其境的感觉。

然而，想要借助VR技术进行复杂场景的完美呈现，却并非易事。首先必须掌握虚拟现实的核心技术。首要是实时三维图形生成技术，三维图形生成技术并不是太难，只要有足够准确的模型，又有足够的时间，就可以生成不同光照条件下各种物体的精确图像，但关键是如何实现“实时”的三维效果。例如在飞行模拟系统中，进入不同的大气层，飞机飞行速度或者状态就要发生变化，图像也需实时调整。若要达到真实环境下的飞行状态，至少要保证图形的刷新率不低于15帧/秒，最好是高于30帧/秒。出于对图像质量的要求，再加上非常复杂的虚拟环境，实现起来就变得很困难，这可能是目前VR游戏视觉观感弱于真实情境的重要原因。

其次是系统集成技术，即根据应用的需求，将不同的系统有机地组合在一起，形成一个功能更强大、一体化的新型系统的过程和方法，包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等。

除以上两种技术之外，虚拟现实的核心技术还有能让用户获得较好的沉浸感和交互感的立体显示和传感器技术，以及动态环境建模技术。

可见，若想将如“绿洲”般规模庞大的虚拟世界完美地呈现在玩家面前，还需要对虚拟现实技术进行更加深入的研究，不断提升对其核心技术控制力的精准程度，进而使玩家们更清晰地感受虚拟世界之美。

触觉现实，让你在游戏中享受真实触感

同很多沉浸在虚拟世界中的玩家一样，影片中的男主人公最初进入游戏中的主要原因，也是希望暂时忘却现实世界中的不美好，远离狭窄小屋里唠叨的姑妈和她的人渣男友。但在游戏的过程中，他收获了友情，有了一群一起并肩作战的兄弟。不仅如此，还在解开“绿洲”创始人留下的谜题过程中，幸运地获得了大量游戏币，进而购买了诸多“神级装备”，其中让人印象最深刻的要属高级虚拟现实衣—X1体感套装。这套装备让他能够真实地感受到虚拟世界里的触感，不论是和女主人公在“绿洲”里相拥起舞的触感，还是打架时的痛感，均会和游戏角色一样，感同身受。

实际上，影片中的X1体感套装运用的是触觉反馈技术，此前在虚拟现实手柄中应用较多，上面多带有按钮和震动反馈，模拟真实的触感，使玩家不再局限于用视觉感受虚拟世界。2015年，国外一家初创公司就发布了一款虚拟现实手套，通过把触觉转化为震动感，人们就可以在虚拟现实环境中触摸物品。如在游戏中暴打敌人，手就能感知到拳头的力量反馈；若看到一条河，就可以伸手感受河水的冰冷；如果看到一个西瓜，也可以感知它的重量与表皮的光滑程度。

随着技术的进步，触觉反馈技术已不再局限于手柄、手套等手部装备，而是进一步扩大到背心、腰带、裤子，乃至和影片中X1体感套装类似的虚拟现实衣。来自苏格兰的一家公司就开发了一款名为Teslasuit的虚拟现实衣，这是一套可以机洗的设备，包括一条总控制中心腰带和背心、裤子、手套。这套设备采用了电触感技术，当玩家触碰到某些东西的时候，这种触感就会以电脉冲的形式，通过神经系统传递到大脑之中。除此之外，它还运用了模块化设计，允许用户随时添加模块。玩家可为其添加温度感应、力反馈等功能。如果添加了温度感应模块，就可以感受到虚拟世界里下雪、下雨时的温度变化；添加了力反馈功能，就可以感受到虚拟世界中拳击、狠踢、点穴等多种动作的不同力道。

虽然Teslasuit的功能已较为完善，但相比影片中的X1体感套装还是缺少了一定的整体性，其由背心、裤子等分开的个体组成，而并非一件连体服，故一些身体部位可能依然存在触感空白。

动作捕捉，令你和游戏角色合二为一

作为电影《头号玩家》的主线，“绿洲”创始人哈利迪留下的“彩蛋”究竟为何，一直牵动着大家的心，在男主角将要用水晶钥匙开启第三道门的时候，全世界的玩家们都在观看直播，希望尽快一窥真相。孰料当时的男主角为躲避反派IOI公司的追捕，正在飞驰的房车里进行游戏，身体一直左摇右晃，故他的角色在游戲中也迟迟不能把钥匙插入锁孔，引得观看直播的众人暗暗着急。从另一面来看，这个情节也从侧面说明了影片中的游戏设备具有良好的动作捕捉功能。

事实上，动作捕捉就是通过记录真实运动实践中的一系列空间关键点，并且将它们合并，得到独立的数学参数并最终呈现的过程。大体上相当于一个将实际现场表演转换为计算机图像动画的数字表演过程，其难度更多在于如何缩短转换的时间，甚至实现实时转换。

除了上述的摆动性动作，影片中还有很多需要前进、后退以及任意方向行进的走动或跑动，此时想要实现真人和游戏角色的同步性，就需要一台全方位跑步机。美国一家公司就出品了这样一台虚拟现实全向跑步机。游戏中，玩家可以自由地在上面转向，朝任何一个方向前进，玩家的运动速率和方位也会被记录下来并同步反馈到游戏中，使他们得以通过脚步来控制游戏角色的行走和运动，体验逼真的第一人称视角游戏。