防不胜防,虚拟现实两大“骗术”揭秘!

 

我们能骗过PokemonGo,却被虚拟现实的各种花招耍得团团转。...




任天堂精灵宝可梦AR(Augmented Reality,增强现实)手游正式发布以来,引发了一场席卷全球的热潮。在各种小精灵的强力召唤下,Pokémon GO的应用的两项限制技术已经被各路玩家骗得团团转。封锁IP?挂VPN软件修改地址。GPS定位?各种模拟地理位置的软件不要太多。

Pokémon GO游戏场景截图
相比起来,Pokémon GO对玩家的“欺骗”还略微显得有些功力不足。通常来说,AR游戏想要达到很强的代入感,需要对现实场景有很强的认知和了解,才能对应将更多虚拟模型正确地叠加到现实世界中。

比如玩家在江、河、湖、海附近,更容易发现水系精灵;比如小精灵主动躲开行驶中的车辆,避免玩家为了抓捕精灵而发生意外;比如小精灵利用现实中的真实环境,与玩家进行更多抓捕与逃亡的互动。

AR技术让人们在机场近距离“接触”野生动物
目前版本的Pokemon Go可以说对SLAM(即时定位与地图构建)相关技术运用较少,所以经常可以看到小精灵生成在非平面的地方,甚至会漂浮在空中,不仅看起来非常违和,也很容易减少玩家的沉浸感。

Pokemon Go 游戏中,小精灵出现在地铁内


在骗与被骗的比拼中,AR还是有些稚嫩。相比起来,VR(Virtual Reality,虚拟现实)才真正算得上骗人的大师。两手“骗术”玩得炉火纯青,让人难辨真假。

在 AWE (增强现实国际博览会)上,The Void (美国首家VR体验公园)创始人柯蒂斯甚至认为,VR 的体验者与欣赏魔术秀的观众是一样的——“我明白这东西是假的,我倒要看看这些人怎么让我相信它是真的。”

骗术一、生理错误引导:借助视觉、听觉、触觉等,提供错误的反馈信息大多数情况下,如果没有得到正确地视觉反馈,我们很快就会迷失方向,甚至在几十米后开始往回走。这种现象已经发生在迷路于森林或沙漠的人,特别是没有太阳的时候。在一个实验中,人们被蒙上双眼,任其漫游50多分钟后,他们开始绕着一个直径不到20米的小圆圈绕圈。

在头显、立体声效耳机等设备的帮助下,虚拟空间能够更轻易地欺骗人体的各种感官。「重定向行走(redirected walking)」技术就是科学家们利用人自身本体感觉的自然不准确性加上微妙的视觉提示,诱导人们相信自己正在探索一个巨大的区域,从而创造出了一个不可能存在于现实世界的空间感觉。

借助重定向行走技术,The Void能够模拟出十倍于实际空间的虚拟空间。
在实验中,被试者沉浸入虚拟现实中,当他们实际转过的90度在虚拟现实中被转换成80度时,他们根本没有注意到这个差别。前进方向的微妙偏转,前行速度、距离和路径曲率的压缩,也同样被忽略。把各种误导加在一起,一个无限的虚拟空间可以被映射到一个受限的真实空间。

左边:虚拟空间(蓝色)与真实空间(红色)行走路径比较。
右边:测试者视野中穿过虚拟房间的行走路线。


重定向触碰使用了类似的伎俩。一个房间放有一个实块,但却显示书架上有A、B、C三个虚拟块。你看着你的手抓向虚拟块B,但VR系统会通过视觉显示引导你用手去触摸唯一的实块。你可以放下虚拟块B,拿起块C,但在事实上你拿的是同一个实块。


测试者认为触碰到的三个不同方块,其实都是同一个
Magic Leap“数字光场”技术的出现,进一步加强了VR在生理错误引导方面的强大能力。一般来说,传统的显示技术只展示了物体的二维图像信息,而数字光场可以直接将整个四维光场投影到视网膜上,所以通过Magic Leap看到的物体和看真实的物体从数学上是没有什么区别的。

Magic Leap概念视频:观众能够从不同角度观看到不同内容
数字光场最明显地区别于其他技术的效果在于:人眼可以自主选择聚焦。比如,当你看远处物体的时候,近处的物体就会自动虚化。这并不需要用到任何的眼球追踪技术,因为投影的光场还原了所有的信息,所以使用者直接可以做到人眼看哪实哪,和真实物体一样。

Magic Leap Demo:人眼可以自主选择聚焦
骗术二、心理错误引导:说服体验者,虚拟的就是现实的当体验者进入到一个虚拟环境中时,他们脑海中的第一个问题就是:这个是真的吗?他们无疑会开始在身边寻找能解答这个疑问的物体。科学家在很早之前就已经认识到这个问题,并尝试通过在场景中添加真实物体的方式,强化虚拟场景的真实性。例如,赛车游戏机、飞行模拟器常会用到拟真化的操作杆、仪表盘等设备。

航空学院飞行模拟设备,仪表盘拟真度极高
在THE VOID(美国首家VR体验公园)中,如果在游戏里的墙面有一个触控面板可以开启一道门的话,他们就会安装一个面板在真实的墙上。如果体验者进入到一个有一把椅子的房间里面,那里就必须有一个真实的椅子让体验者可以坐下或触摸到。

上图为实际空间,下图为在虚拟现实中看到的场景。
根据他们的统计结果看,所有的体验者都会坐到椅子上去看看椅子是否是真实的。如果墙上有一个火炬,体验者会拿下火炬并且点燃可以点火的地方,与此同时他们会感受到火苗的灼热。随着我们的肉体与虚拟世界的互动程度提高,我们在 VR 中认识虚拟世界的方式也将发生变化,而相应的,“存在于虚拟世界”的感觉也会提高。

The Void宣传片展示了如何在虚拟场景中强化互动


另外一种让科学家们担心的可能是:当虚拟场景引发体验者强烈的情感冲动时,人们并没有太大的动力去怀疑场景的真实性。甚至还有可能不断进行自我暗示,认定这一虚拟场景就是真的,尤其当这种“虚拟场景”与现实场景纠缠在一起的时候。(例如,通过VR设备记录下来的,关于体验者过去的回忆的画面)

电影《盗梦空间》中就描述了一个类似的场景:女主角在一次事故不幸丧生,男主角因此一直沉浸于自己的丧妻之痛中,不断在自己的梦境中追忆逝去的爱人而不愿回归现实。斯坦福大学人类虚拟交互实验室主任 Jeremy Bailenson 甚至预测:如果我们按个按钮就可以重温任何一段回忆,我们很可能会对过去上瘾,并最终迷失在其中。

电影《盗梦空间》男主角沉迷于过去的回忆当中
Bailenson 的另一项研究显示,虚拟现实中的经历会变成现实中人格的一部分。也就是说,在虚拟空间中的记忆可能会在现实中同样有意义。这也从另一个角度说明,人类在面对虚拟现实从生理到心理的全方位“欺骗”时,似乎并没有太多逃脱的办法。

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