虛擬現(xiàn)實技術是如何運作的?
虛擬現(xiàn)實有三個獨立的步驟。
第一步，追蹤。例如，利用頭盔式顯示器追蹤一個人在現(xiàn)實世界中的運動軌跡，當他(她)走動時，我們可以追蹤到他(她)的位置，不斷測量他(她)在物理世界中的運動軌跡。
第二步，透視投影。這個詞指的是重新繪制一個場景，并利用計算機圖像將抽象信息從代碼轉化為有形的顯示單元(如像素)。
第三步，展示。當他(她)處于新位置時，我們可以改變他(她)眼中看到的信息，耳中聽到的聲音，有時候我們還會做出虛擬接觸效果改變他(她)的手的位置，偶爾也會做出虛擬嗅覺。大腦的前部會告訴他(她)這不是真實的場景，而大腦后部卻會說這是真的。
最近來斯坦福參觀我們的公司包括Facebook、Google、三星、索尼等。Facebook首席執(zhí)行官馬克·扎克伯格來實驗室時，我們交流了三個小時，期間并沒有談虛擬現(xiàn)實技術對Facebook有何幫助，而是談到了Facebook如何利用虛擬現(xiàn)實技術開發(fā)更好的應用。虛擬現(xiàn)實技術會讓教育發(fā)生變革，改變人們對環(huán)境的看法，并重新定義社會參與的意義所在。Google正在開發(fā)一款名為Google Cardboard的簡易虛擬現(xiàn)實眼鏡；三星開發(fā)的一款產品(Project Moonlight)與虛擬現(xiàn)實頭戴設備Oculus Rift非常類似；索尼的頭戴式顯示器叫做Morpheus，它的價位和質量與Oculus Rift相當。這四家巨頭競相在虛擬現(xiàn)實領域布局，并希望拔得頭籌。
除了頭戴式顯示器，科學家們也在思考如何變革追蹤系統(tǒng)。微軟Kinect紅外傳感器能提供紅外線動態(tài)追蹤系統(tǒng)，迅速捕捉到游戲玩家的一舉一動，且僅需100美金，這表明虛擬現(xiàn)實硬件也一直在快速發(fā)展升級。
我的結論是，虛擬現(xiàn)實的時代確實來臨了。我們需要思考的是，如何開發(fā)硬件創(chuàng)造更佳的用戶體驗，同時確保這種體驗是有益的。三星、索尼、Facebook等公司都跑來問我，“我們已經(jīng)開發(fā)了這個硬件，現(xiàn)在應該用它來拍攝什么?”我想在這里對大家說，其實你們有能力選擇用這個硬件來做什么，以及如何利用它去做更多有意義的事情。
虛擬現(xiàn)實技術在心理學、教育、娛樂等方面的十種應用
案例NO.1：強化凝視
如果我凝視著你，你的心跳會加速，你會記住更多我所傳達的內容。但要同時與200人保持眼神交流幾乎不可能。而虛擬現(xiàn)實的魅力在于，我可以通過電腦，將虛擬化身顯示在每個學生的顯示屏上，每個學生都可以與我進行眼神互動交流，覺得我一直凝視著自己。在過去15年中，我們對幾百名學習者做過試驗。結果顯示，如果學生認為他(她)一直是老師目光的焦點，他聽課會更認真，成績也會相應地得到提升。
案例NO.2：動作和相貌模仿
心理學家認為一個人的受歡迎程度與他(她)的模仿能力成正比。例如在面試中模仿面試官的姿勢、動作，對方會更喜歡你?，F(xiàn)在如果我要模仿你們，只能選擇其中一人的動作來模仿，但虛擬現(xiàn)實可以改變這一狀況。創(chuàng)建一個老師的虛擬鏡像，電腦會根據(jù)每個學生的動作創(chuàng)造出一個與學生的相貌及行為舉止更為類似，更具親和力的老師，讓學生覺得老師跟自己相像，從而更認真地聽講。同樣，人們對于相貌更像自己的人也更有好感。
案例NO.3：身份的轉變
一個人走近一面虛擬鏡子，看到了他的化身，發(fā)現(xiàn)鏡中的自己是一名白人男性。這時突然有人按下按鈕，鏡中的形象變成了一名黑人女性，例如非裔美國人。這種虛擬化身與本體的不一致對他將有何影響?我們知道有個詞叫做“設身處地”，如果你和某人有類似的感覺，你的同理心反應會更強。
案例NO.4：美麗的化身
社會心理學家發(fā)現(xiàn)，有魅力的美麗女孩通常更自信、更外向、求職成功率也更高。在虛擬現(xiàn)實中，美麗唾手可得，每個人都可以擁有完美的化身。當你的化身是美女時，你在上前與他人交流時會站在一個離對方相對較近的地方。此外，你的講話方式、語音語調、詞匯的選擇，都會因為你的虛擬化身而發(fā)生變化。美麗的虛擬化身能激發(fā)你的信心。
案例NO.5：高大的化身
在現(xiàn)實世界中，一個人的地位高度通常與收入、信心成正比，這是一種重要的社會暗示。在虛擬現(xiàn)實中，高大的形象也垂手可得，它甚至會影響到你的現(xiàn)實財務狀況。
那么這種美麗和高大的感覺會持續(xù)多久?有的人摘除頭戴式設備回到現(xiàn)實后，虛擬現(xiàn)實仍會持續(xù)對他們產生影響。擁有美麗虛擬化身的女孩在現(xiàn)實生活中會更加積極地參與各類社交活動，擁有高大虛擬化身的男性在現(xiàn)實世界里也會變得更為自信，擁有更強的領導能力。
案例NO.6：同理心和利他主義
在虛擬現(xiàn)實中，如果你的化身是視覺障礙者或殘障人士，你會體會到各種不便，也會更加了解這些人的不易。對這種角色的扮演會提升你的同理心。而且人們在虛擬世界中更愿意幫助別人。
案例NO.7：環(huán)境保護
人類的特定行為所造成的結果無法立刻呈現(xiàn)在人們面前，如氣候變化。然而如果使用虛擬現(xiàn)實技術進行模擬，無形的事物——如碳分子——就可以變成有形的，給人一種更直觀的感受。在美國，廁紙通常是不可循環(huán)再利用的。為了減少這類紙張的使用率，我們做了一個實驗，將測試對象分為三組：第一組成員拿到了一篇紐約時報的文章，講述的是伐木的場景;第二組成員在視頻上看到了樹木砍伐的過程;第三組成員在虛擬現(xiàn)實中身臨其境地體驗了砍樹的過程。一段時間后，我們對這三組成員進行了后續(xù)追蹤調查，其中第三組成員的用紙量下降了20%，而其他兩組成員的行為基本沒有改變。所以虛擬現(xiàn)實技術在一定程度上有助于加強人們的環(huán)保意識。
案例NO.8：養(yǎng)老金產品
在中國，可能20多歲的年輕人都會進行儲蓄;但在美國，人們更傾向于“及時行樂”，很少往銀行存錢。虛擬現(xiàn)實技術可以讓一名20多歲的年輕人看到自己被老化處理后65歲的樣子。當年輕人看到栩栩如生的老人形象后，會開始考慮現(xiàn)在應該如何為今后舒適的晚年生活做準備。我們與美國銀行合作開發(fā)的“人臉退休”(Face Retirement)產品，也是為了改變人們的觀念。
案例NO.9：減肥產品
用虛擬化身來改變行為在健康領域同樣適用。在美國，肥胖已成為一種流行病，很多人都知道不運動、飲食不健康的生活習慣不對，但卻難以改變。在虛擬現(xiàn)實中，你做三次抬腿運動，就會明顯發(fā)現(xiàn)自己的化身輕了一磅。之前可能你不相信自己能做到，但虛擬化身給你的感覺是，只要我運動，我是真的可以瘦下來的，這就是社會認知理論中的“自我效能”概念。
案例NO.10：體驗式學習
作為斯坦福的老師，如何提升學生的學習效率是我一直在思考的問題。之前我提到可以通過改變老師的虛擬化身來實現(xiàn)這一效果，這里我要講的是建構主義，即“做中學”(learn by doing)。比如老師今天講物理學中的重力章節(jié)，可以讓學生在虛擬現(xiàn)實中往深坑跳下去，真真切切地去體驗和感受重力。如果小孩想探秘海底動物之間的關系，可以通過虛擬現(xiàn)實創(chuàng)造出一片海洋，讓孩子們在海底暢游，去探索海底動物關系及海流變化等。這種學習體驗是非常棒的。
