逼近真实的沉浸体验

作者: 骆駪駪

来源: 沉浸空间研究所

发布日期: 2021-07-14 18:30:00

本文探讨了沉浸体验的定义、历史发展及其在现代社会中的应用,分析了沉浸体验在视觉、听觉、触觉等感知领域的实现技术,以及在教育、博物馆、主题公园等领域的应用案例,强调了沉浸体验在现代社会中的重要性和市场需求。

“沉浸”“沉浸式体验”“沉浸空间”等词汇,最近经常出现在人们的视野当中。那么,到底什么是沉浸?为什么人们如此渴望沉浸体验?沉浸体验可以带给我们什么?

“沉”(古汉字为“沈”)在许慎的《说文解字》中意为“陵上滈水也”,“浸”为“水”;庄子的《逍遥游》中有“大浸稽天而不溺”,可以说这都是我国古人对“沉浸”的理解。

在西方,immersion这个词开始出现于15世纪末期,它来自于拉丁文immergere,即浸入的意思。看来,“东西被全部浸入水中”这一对沉浸的解释在东西方是通用的。在使用后期且都出现了相似的引申含义—某种极为投入的思维状态,就像韩愈在《进学解》中说阅读文章需要“沉浸醲郁,含英咀华”和英文中说的“immersiveeducation”(沉浸式教育)一样。

人类对沉浸空间的追求既来自于视觉上的本能又来自于心理上的需求。根据考古研究,在旧石器时代晚期,人类开始从事诸如葬礼和仪式之类的宗教行为;穴居时代,人类需要可以满足宗教活动的视觉图像帮助进行想象。自此,从旧石器中晚期开始,在广袤的欧亚大陆数不尽的洞穴中,人类将自己对大自然的记录和内心的愿望画在了洞穴内部的墙上,并沉浸其间。

就像人类在穴居时代所绘制的洞穴壁画一样,利用绘画同样是古罗马人追求沉浸体验的手段。图一为庞贝古城遗址中“神秘别墅”内部一个房间的壁画。建造者绘制了如真人大小的人物和神像,在这个空间中,画面透视的比例和实际空间透视是一致的,即作为视觉的参照物的形象和我们真实空间内物体的大小是一样的。在这个房间中的任何一个角度,都可以看到三面墙的绘画,造成一种置身其中的错觉。

随着壁画的不断发展,到了18世纪,产生了“全景画”艺术(panorama)。世界上最早的全景画大厅开放于1793年5月14日,位于英国伦敦的莱斯特广场。这个展览一直持续到1864年,总共展出了126个不同的全景图。全景图的概念是:在一个封闭环境中,制造一个尽可能超过视域极限的虚拟图像。最好的展示方式是在一个类似于圆筒状的建筑物中,绘制一个首尾相连的巨型图像。

这种形式如此吸引人,以至于在18~19世纪,艺术家奔走于各个城市去制作带有异域风情的全景画。这种形式的沉浸空间直到今天依然拥有市场。

全景画的热潮甚至影响到了伟大的艺术家莫奈。1915~1917年,印象派大师莫奈在其工作室里,创作了众多单幅12米×2米的巨型画作。画作上画满了睡莲,将他的半面工作室包裹了起来。这些画作被他称为“单体的连续画布图像”。

到了1798年,随着投影技术的出现,罗伯森(Etienne-GaspardRobertson)这个天才尝试使用投影设备、舞台表演和现场音效制作了一个“鬼屋”,被称为“千变万化的鬼屋”(phantasmagoria)。

这种利用光线反射而形成的幻觉现象被佩珀(John Pepper)在19世纪发扬光大,形成了所谓的“佩珀幻像”(Pepper′s ghost)技术,并被各大主题公园、博物馆及展会应用至今。

1832年,惠斯通(Charles Wheatstone)发现了人脑中形成立体3D图像的规律,这使得人们可以从简单的2D图像中通过特殊镜片得到立体视觉。起先他尝试用简单的图画来进行设计。

不久后,这种设计被应用到相机拍摄的照片上,观众同时通过双透镜以及左右视图转换来观看两张极为相似但角度稍有区别的照片,从而产生3D图像。在世纪之交,这种被称为“立体感幻灯机”(stereopticon)的立体镜非常流行。

随着电影时代的来临,人类对活动影像和立体视觉的渴求越来越强烈。19世纪末,一些人想用电影技术手段和全景画结合的方法,重新激发人们对全景画的热情。

1894年,蔡斯(Charles Chase)使用16台立体感幻灯机,在芝加哥为公众演出了第一场可变化的全景画“3D投影秀”,观众可通过立体眼镜来欣赏360°的环绕影像,这是一次革命性的演出,这个演出已经具备了现代数字沉浸空间的所有特征。直到今天,所谓数字技术革命后所产生的沉浸式产品,包括IMAX、球幕甚至是CAVE系统,都没有超出这个范围。

并且随着数字时代的来临,在沉浸体验领域,出现了一个术语—虚拟现实。

虚拟现实(virtual reality)不是新兴的词汇。在当代,这两个近乎矛盾的词似乎变成了一个行业标准,许多数字行业都在努力使用VR这个名词来作为他们商业概念的一部分。而与之关系密切的另一个术语“头戴式显示系统”(head mounted displaysystem),指的是用一种类似头盔的佩戴方式,把一个小型显示器放在眼前,它作为虚拟现实的一种实现方式,在今天几乎成为了虚拟现实的代名词。

所谓“虚拟现实”,可以追溯到更早之前。1951年,美国科幻小说家布莱伯利 (Ray Bradbury)在短篇科幻小说《大草原》(The Veldt)中,描述未来的孩子都会生活在一种被图像包围的虚拟环境中。1968年,苏泽兰 (Ivan Sutherland)和他的学生首次开发了一个原始的虚拟现实系统“达摩克利斯之剑”。这是一种原始的头戴式显示设备,但已具备了虚拟现实设备的所有特征。

使用者可以在靠近眼睛的小屏幕中,看到一个随着使用者自身移动而显示不同角度的正方体。其后,所有的头戴式显示设备都在朝小型化、便携化发展。1987年,可视化编程实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Jaron Lanier)第一次使用了“虚拟现实”这个词汇来形容由计算机生成的虚拟空间,同时他也使用了“替代现实”和“替代环境”等词汇。

由于头戴式显示装置具有较好的封闭性和抗外界干扰能力,非常适于展现虚拟现实场景,但并不意味着只能使用头戴式显示设备展现或只有头戴式显示设备才能代表虚拟现实。显示器、投影机、头戴式显示设备(包括封闭式和非封闭式)、移动设备显示器都可以作为实现虚拟现实技术的载体。

另外一个重要的事实是,虚拟现实有着定义标准。

如果一个产品被称为虚拟现实作品,就必须拥有计算机生成的虚拟世界、沉浸式、感知反馈、互动性这4个特征。前两个特征很好理解,感知反馈意味着系统必须能够识别人们所做出的行为并作出相应变化,而互动性意味着这些变化必须是实时的且是可持续性的。现今许多产品打着虚拟现实的名义,例如虚拟现实电影等,在笔者看来,至多是360°影像而已,既谈不上拥有像电影一样完整的叙事结构,也不具备交互性这一虚拟现实最重要的元素。

在听觉、触觉甚至嗅觉领域,人们对塑造感知沉浸体验的尝试从未停止。上世纪60年代,贝尔实验室对立体音效做过大量系统研究,同时首次使用名为“奥斯卡”的仿真人头录音设备来模拟人耳的真实听觉效果;触觉方面则包括近来不断出现的虚拟现实游戏中的触觉体验设备和触觉头盔等。无论是视觉还是其他感知沉浸,都是人类使用某种可替代现实物理世界的手段,将人的感知置于虚拟世界中的尝试。

当我们非常专心地阅读、游戏甚至恋爱时,会觉得时间过得很快。当我们从事非常无聊或者难度极大的工作时,又会觉得度日如年。这是为什么?1975年,匈牙利心理学家齐克森米哈里(Mihaly Csikszentmihalyi)提出了对这个心理学现象的解释—心流理论。

他认为,人在进入到非常忘我的状态时,会出现至少如下7种特征中的一种:清晰的目标、应对挑战的技巧、行为和意识的融合、对现有工作的关注、对结果的漠不关心、自我意识放弃、时间的飞速流逝。而这种忘我状态,被齐克森米哈里称为“心流”(flow)。其中,他把挑战和应对能力着重强调出来,认为挑战的任务难易和解决挑战的能力必须相符。

如果挑战太难而解决问题的能力过低,人会感到焦虑;挑战太低而解决能力过高,人则会感到无聊。只有利用能力解决相适应的挑战时,人们才会精力集中并且具有快感,即到达“心流”沉浸状态。

举例来说,一个具有考古知识背景的学者看到一篇新的考古发现文章时会感到兴奋。在众多的专业术语面前,他会觉得如鱼得水,沉浸其间,甚至会对文章做出自己的判断。而同一篇专业文章放在孩子面前,他们由于不具备相应能力,甚至由于不理解专业词汇而需要频繁查字典,这样的结果只会导致孩子产生焦虑。

在现代教育中,经常会出现“沉浸式教育”这类术语。

归根结底,是使用包括感知沉浸和心理沉浸的理论将受教者置于某种虚拟或模拟的环境中,利用解决难度适宜的挑战这种方式,进行启发式教育。这种方式不仅被应用于对孩子的教育上,在现代博物馆、主题公园及其他商业产品宣传上都会用到。用近年来火热的文化遗产领域举例:1994年,英国首先使用了“虚拟游览”这个概念,游客在由计算机生成的达德利城堡中进行巡游,并根据游客的选择,屏幕会出现相应的提示和解释。

另一个近期的例子是由新加坡南洋理工大学艺术设计媒体学院和广州美术学院合作的《丝绸之路的过去、现在和未来》大型球幕互动动画装置。在这个直径为55米的球幕中,观众将从感知、叙事及互动三方面了解到丝绸之路的起始和未来。在一个虚拟的沉浸空间中,游客与古代丝绸之路的驼队为伍,与海上历尽艰险的商船为伴。

同时,根据游客的选择,可以了解到此时此地在各大洋中穿梭的商船的视觉化数据资料、整体一带一路政策的实施情况以及实时的新闻报道等信息。这个巨型球幕装置最大限度地结合了当代最新沉浸体验理论并将其转化为现实产品。

沉浸体验是一种基于感知和心理的双重体验。这种体验被应用于当代科学、艺术及心理学研究领域。这使得研究沉浸体验过程、发展沉浸体验理论、开发新的沉浸体验设备成为必然选择。同时,随着沉浸式体验被人们所接受,巨大的市场需求也影响着沉浸体验领域的研发进程,这不仅可以更好地解决现有的教育问题,还将引发更大的市场变革。

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