物理学的未来
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混合的真实现实和虚拟现实

到本世纪中期,我们将生活在真实现实和虚拟现实的混合之中。在隐形透镜和眼镜中将同时看到虚拟的图像叠加在真实世界中。这是日本奎夫(Keio)大学多知进(Susumu Tachi)和很多其他人的看法。他设计了特殊的护目镜,能将幻想和现实混合在一起。他的第一个项目是让物品消失在稀薄的空气中。

我访问了东京的多知(Tachi)教授,见证了他的一些混合真实现实和虚拟现实的非凡的试验。一个简单的应用是使物体消失(至少是在护目镜中)。首先,我穿上特殊的浅棕色的雨衣。当我伸展手臂时,它像一个大帆。然后一架照相机聚焦在雨衣上,第二架照相机拍摄我背后的有公共汽车和小汽车在路上跑的风景。瞬间之后,计算机将这两个图像融合在一起,这样我背后的图像出现在我的雨衣上,好像在屏幕上一样。如果我窥视一个特殊的透镜,我的身体消失了,只剩下小汽车和公共汽车的图像。因为我的头在雨衣上方,看上去我的头好像飘在半空中,没有身体,就像哈里·波特(Harry Potter)穿着他的不可见的斗篷那样。

然后多知教授拿了一些特殊的护目镜给我看。戴上它们,我可以看见真实的物体,然后又让它们消失。并不是真的看不见,只是戴上能融合两种图像的护目镜才能做到。然而,这只是他宏伟计划的一部分,这个计划有时被叫做“扩展的现实”(augmented reality)。

到了本世纪中期,我们将生活在能够融合真实世界和计算机图像的无所不能的电脑空间里,这可以从根本上改变工作场所、商业、娱乐和我们的生活方式。扩大的现实会对市场产生直接的结果。第一项商业应用也许是使物体变得不可见,或使不可见的变成可见的。

例如,如果你是一个飞行员或一位司机,你将能够看到周围360度,甚至你的脚下,因为你的护目镜或透镜使你能看透飞机或汽车的墙壁。这将消除盲点,而它往往是造成事故和死亡的原因。在战斗飞行中,喷气机飞行员能够追击敌机,不管它跑到哪,甚至在他们自己的下面,就好像你的喷气机是透明的一样。驾驶员可以看到所有方向,因为小照相机将监视360度,并将图像发送到他们的隐形透镜中。

如果你是宇航员在火箭飞船外面进行修复工作,你将发现这是有用的,因为你能看透墙壁、隔板和火箭的船体。这也可以拯救生命。如果你是建筑工人进行地下修复,在一大堆导线、管道和阀门中,你能精确地知道它们是怎样连接的。在天然气或蒸汽爆炸,维修和重新连接藏在墙壁后面的管道时可以证明这是至关重要的。

同样,如果你是一个采矿者,你可以透过土壤看到地下的水或油的储藏。卫星和飞机用红外线和紫外线拍摄的旷野的照片可以分析,然后送入隐形透镜,给出该场地的三维分析和地面的下面有什么。当你行进在荒芜的旷野里,你就可以通过透镜“看”到有价值的矿藏。

除了使物体不可见,还能做相反的事情,让不可见的变成可见的。

如果你是建筑师,你可以绕着空屋子走,忽然“看见”你设计的建筑物的三维图像。当你漫步在每个房间的周围,你的设计图纸上的设计跳到你的眼前。空房间将突然变活了,家具、地毯、墙上的装饰,让你在实际建造它们之前就看到你创作的三维图像。只要移动手臂,就能创作新的房间、墙壁和家具。在这个扩展的世界里,你有魔术师的能力,挥一下手就能创造你想要的物体。(图2)

图2 因特网隐形透镜将识别人的面孔,显示他们的传记,将他们的文学翻译成字幕。旅行家将用它们复兴古代的纪念碑。艺术家和建筑师将用它们操作和改造他们的虚拟创造。在扩展的现实中可能性是无穷的。