虚拟现实的前世今生——从十九世纪的立体镜与全景画说起

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2017-03-02 10:20

作者:Steven Johnson 译者:ONES Piece 何聪聪 喜多卉

译者按: 虚拟现实并非一项全新的发明,早在上世纪八九十年代就掀起过一阵发展热潮;事实上,再往前追溯,这一概念在数百年前就已经诞生。此文改编自《Wonderland:How Play Made the Modern World》一书(由 Riverhead 于 2016 年 11 月出版)。作者 Steven Johnson, 著有多部科学、技术和创新历史方面的畅销书,也是艾美奖获奖纪录片系列《How We Got to Now》的主持人。

David Brewster 是十九世纪时期一名苏格兰科学家,即使在今天他也算得上独一无二。他在苏格兰教会担任牧师,很早就对天文学产生了兴趣,一度是世界光学领域内的一流专家。他热衷当时流行的娱乐方式,在世纪初,经常前往伦敦西区观看一部叫做《魅影》(Phantasmagoria)的恐怖戏剧秀。一方面,他想深入其中,揭穿幕后的神秘制作手法;另一方面,他也察觉到把戏的背后潜藏着更深层次的东西。他怀疑那些戏子利用了人类感官系统一些奇特的内在属性——或许是为了让科学家更容易理解。Brewster 把这个凭借科学技巧创造出来的幻象世界称为「自然魔法」。

在德国和法国经过一二十年发展后,《魅影》于 1801 年进入英国。通过大量使用幽灵鬼魅般的魔灯 (Magic lantern,十七世纪发明的一种图像投射装置,主要用于娱乐,为之后电影放映机的出现作了铺垫。)投影,这部剧让观众沉浸在恐惧和梦幻的多种感官体验中。放在当代来看的话,这是一部沉浸式戏剧《不眠之夜》(Sleep No More)和迪士尼的幽灵公馆的结合体。不久之后,《魅影》以及其他一些类似风格剧目的成功在娱乐领域掀起了一股浪潮,在伦敦西区逐步扩散。很多剧采用稀奇古怪的希腊新词作为剧名,这本身就表明创作者即使在语言上也竭力去迎合这些猎奇的体验。根据 Richard Altick 的《伦敦的演出》(The Shows of London)一书,在十九世纪早中期,一名游客可以在伦敦享受一出叫做「Akolouthorama」的「新颖的机械和图片展览」、一场与之相当的恐怖秀「Phantascopia」、号称会展示「传统鬼怪现象」的展览「Spectrographia」、一个被冠以「Eidophusikon」的机械展,还有被《伦敦时报》称为「图形机械代表」的「Panstereomachia」。

Brewster 天生是一名魔术师。就在研究《魅影》期间,他发明了万花筒——这在之后很多年内一直算是乔治时代后期的 PlayStation。(但 Brewster 几乎没有从这项发明中获利,因为模仿者迅速山寨了他的原创并占领了市场。)几十年后,他又发明了透镜式立体镜——一种可以让眼睛感知两个不同的平面图像从而有 3D 成像效果的手持设备。这个阶段前后,Brewster 成立了自己的品牌「Brewster 立体镜」,出售他发明的机械装置。可能很多人知道,其中一件就在 1851 年的万国博览会上赢得了维多利亚女王的赞叹。Oliver Wendell Holmes 在《大西洋月刊》上发表了对立体镜这项新技术的赞歌,满腔的热情即使是放在早期的《Mondo 2000》杂志或者《连线》上也不为过。他写道:

哦,在这座小小的玻璃和纸板搭建而成的藏书阁中,珍藏着我无数的诗歌!在努比亚岩石雕刻而成的神庙上,我爬过拉美西斯巨大的头像;我丈量过那座自诩胡夫金字塔的山坡;我踏上过巴尔贝克神庙基座的三块巨石——有史以来人类能从采石场中搬起的最沉的岩石。

而到了二十世纪初,上一世纪诞生的种种幻术几乎全部让位于一种全新的「自然魔术」:电影。立体镜也淡出了公众的想象。(不过,通过我们很多人在小学都玩过的一种廉价塑料装置 View-Master,立体镜作为二十世纪的一种儿童玩具倒又复活了一阵。)不过,奇怪的是,沉寂了一个世纪之后,Brewster 的想法——把立体眼镜架在你眼睛上,试图让大脑相信看着的是一个三维立体世界——迎来了第二次生命。

这就是几个月前,我拿着一架十九世纪木制的立体镜时突然想到的。当时我正在参观 RYOT 位于洛杉矶的总部。这是一家从事虚拟现实叙事的媒体公司;他们保存了一组立体镜全盛时期的立体照片。这不难理解,因为毫无疑问,那些设备与今天 VR 眼镜在外观上非常相似。实际上,我手上拿的立体镜与现在的智能手机是兼容的。RYOT 的 CEO 兼联合创始人 Bryn Mooser 把 iPhone 插入镜片后面的一条凹槽。我把这玩意儿拉到眼前,仿佛突然穿越到了恒河岸边。我感觉就像置身于蒸汽朋克小说里的某个瞬间:一台维多利亚时代的设备用数码时代的自然魔术召唤出了另一个世界。

这个瞬间还展现了一种诱人的可能:那些十九世纪奇观的集体消失,那些幻象和新奇设备的没落,可能本身就是一种幻觉。假使它们只是进入了长达百年的休眠期呢?就像所有形式的新兴媒介一样,我们经常从电影或者视频游戏这些现存媒介的角度来理解虚拟现实。但是试想 VR 的未来,比起超级英雄系列电影或者《使命召唤》,我们也许能从十九世纪魔术师营造的沉浸式体验中获得更多启发。毋庸置疑,未来很多 VR 创作者会找出以此进行电影叙事或者开发刺激的游戏体验的方法。但如果以史为鉴,我们最终可能会发现 VR 在其他方面更有用武之地。

问题是——「其他方面」是指什么?

现代社会的存在有很大一部分要归功于那些致力解决某些重大问题的人:如何制造内燃引擎,如何批量生产疫苗。但出人意料的是,还有相当一部分却应该追溯到另一种行为上:玩物与游戏。当人类进行创造或者分享只为获得一句赞美或者一声惊叹的时候,比起专注务实的人来说,他们往往会对社会产生更重大的影响。众所周知,有句古话说「需求是发明之母」;但是如果你对世界上很多重要的想法和机制做一个「亲子鉴定」,你总会发现,消遣与娱乐总是包含在这些概念和设想当中。

(图 1. 1849 年 Davis Brewster 的立体镜设计图。来源: 《大众科学月刊》(The Popular Science Monthly),第 21 卷。)

事实证明,对于快乐与娱乐的研究经常是一种预测未来的方式。真正意义上的全球经济的想法首先诞生于肉桂和豆蔻这样不起眼的香料市场;第一批可编程的机器——领先现代的数字计算机一千多年——是自动玩具和音乐盒。从保险到飞机设计到临床药物测试,应用广泛的概率论的数学原理,最初是为了分析骰子游戏才发展起来的。当那些维多利亚时代的「极客」盯着立体镜想象自己身处某个遥远的世界中时,他们也不知不觉穿越到了一个半世纪后才出现的未来。

视觉错觉在娱乐历史中占有特殊地位;它跨越了家常把戏和高级艺术之间的边界。在十九世纪后期电影诞生,我们能从一系列静态图象中看到动态影像之前,最有名、最重要的「视觉骗术」是线性透视的发明。通常这被归功于建筑师 Filippo Brunelleschi;不过解释这一现象的根本原理首先出现在 Leon Battista Alberti 于 1435 年出版的《绘画》一书中。从本质上来说,线性透视只是一种视觉错觉,但它理所应当地被视为文艺复兴时期最具颠覆性的创新之一。

在十八世纪后期,似乎一位名叫 Robert Barker 的爱尔兰画家偶然发明了一项同样意义非凡的创新。在 1780 年代中期的某一天,Barker 散步到爱丁堡卡尔顿山山顶,站在今天纳尔逊纪念碑所在之处的附近,俯瞰着整个城市。Barker 突然有了一个主意,想把 360 度整个景象都画下来:通过围绕一个固定点旋转一系列画框,把风景的每一寸都画下来,然后把它们拼接起来作为一幅延续的画。(他不得不发明一种新技法来弥补在凹面上作画时出现的视觉扭曲。)由于这项「为了整体呈现自然景象而设计的全新发明装置」,Barker 在 1787 年被授予了一项专利。在一个「老朋友」的建议下,Barker 借鉴希腊语中「全面的景观」这个短语,为他的发明取了一个好名字:「全景」(Panorama)。

假使这些过去的奇迹只是进入了一百年的休眠期会如何?

到了 1793 年,Barker 已经在伦敦莱斯特广场附近建成了一栋六层的小楼,专门为付钱参观的大众设计,向他们分别展示两幅全景图。吸引力主要在于那幅 1497 平方英尺的巨大的伦敦远景图。Barker 在他的广告中谦虚地称自己的技术是「还未被发现的绘画艺术中最伟大的进步」。在一段时间内,似乎所言不虚。这个展出获得了空前的成功。国王和王后都要求提前观看,虽然夏洛特王后之后称看得发晕。

在研究十九世纪早期的幻象艺术家时,一位名为查尔斯 · 狄更斯的年轻人,如此描述这种技术,与我们今天称颂虚拟现实及其潜力时的溢美之词不无相似之处:

这是一个令人欣喜的时代。廉价、创新的发明不断涌现,将某些实际经历的结果传递给那些本身无法获得这些体验的人,让大众也能获得这些经历,感受这些效果。这里的重点是「大众」,因为这些发明所针对的主要是大众,而不是特权阶级…… 通过这些技术,那些足不出户的人也能感受到真实旅行中的一些点滴。崭新的世界向他们敞开,超越了他们狭小的安身之处,拓宽了他们思考、信息、同情与兴趣的范围。人对其他人了解得越多,相互之间的羁绊也就越深厚。

狄更斯把全景画和立体镜在视觉领域的探索视为人类延伸自我感知范围的尝试——也就是通过他人的眼睛来观察世界。今天,这个想法摇身一变,成了各种 VR 设备这样那样的口号。导演 Chris Milk 曾在一场流传广泛的 TED 演讲中把 VR 系统称为「共情机器」;其他 VR 影片导演也表示赞同。在 RYOT 工作室,同样身为导演的 Angel Manuel Soto 向我展示了一部 VR 电影短片《Bashir 之梦》(Bashir’s Dream),讲述了一个年幼的叙利亚男孩被狙击手击中导致身体瘫痪的故事。这部电影——尽管「电影」一词并不能准确形容它——在两种场景之间切换:一面是 Bashir 坐着轮椅穿过满目疮痍的战后城市,另一面是用动画重建的那次几乎致命的枪击。在影片最后,你眼前呈现的是一幕幻想的场景,Bashir 想象自己终于逃离了战区与轮椅的双重牢笼。不可否认,这部片子让人意犹未尽,但看的同时我不禁在想,它所激发的这种同情真的与优秀纪录片已经能够提供的广阔视角有什么实质性不同么?

我猜想,VR 与电影这两种媒介之间的区别可能不能用「共情」这个词来表示。比如,想想 VR 的第一人称视角如何限制我们所看到的东西。通过直觉地分析面部细微肌肉的运动,人类已经进化出一整套复杂的识别他人情感状况的能力。而 VR 的矛盾在于,当你通过他人的眼睛来观察世界的时候,你将无法看到那人的眼睛。你能够见人之所见,但要感人之所感就困难多了。传统电影的特写镜头比特定人称的全景影片能够更有效地传递出情感深度。VR 所提供的东西是全新的,我们甚至还没有一个合适的固有名词来描述,只好暂且称之为「共情感知」、「感觉沉浸」等等。

(图 2. 一篇关于《魅影》的评论文章。来源:耶鲁大学 Lewis Walpole 图书馆。)

「进来吧,水母已经为你准备好了。」

穿过重重走道,我终于见到了英国艺术家和 VR 创作家 Barnaby Steel。他同时也是一个叫做 Marshmallow Laser Feast 的介于商业创意机构和实验艺术团体之间的组织的创始人。我好不容易找到了位于他们洛杉矶办公室后面的神秘房间 530 室。Steel 欢迎了我的到来,把我带入一个简陋的开放式空间,里面放满了十几张黑色的工作台。Steel 和他的同事正在为 VR 音乐体验公司 Redpill 制作一个项目,目标很奇怪:让一只发光的大型水母能对你输入的任何音乐作出实时反应。每一首新歌都会引发水母不一样的行为:它凝胶质的躯体一闪一闪地发出微光,触手随着节奏频频抖动。这种对比——单调乏味的室内环境与令人如梦如幻的虚实交替——甚至有些滑稽,就好像误打误撞进入了电影《上班一条虫》拍摄现场中的一间会议室,而里面正在举行一场死藤水 (一种产自南美的具有致幻作用的植物,多用于亚马逊丛林土著印第安人部族的萨满教治疗中。)仪式。

Steel 把 Oculus 眼镜绑到我头上,然后把两个控制器放到我手里。在虚拟世界里面,我也能举起双手,只不过它们像幽灵一般,就好像我能对身体实时进行 X 光扫描。我一抬头就看到水母悬浮在空中,在黑暗中快速、轻盈地移动,看着像是一只巨大的僧帽水母。音乐部分的功能还不能实现,所以当我盯着这只舞动的虚拟生物时依然能够听到周围环境的声音。「你可以打它边上,」Steel 说。我打了一下;水母逃走了,一大团紫色突然从击打的地方晕开。

我一边任手指随着水母的触手而动,一边看着它们舞动。在 Steel 的鼓励下,我把整只水母拉过来罩在头上,就好像是抓住了一条毯子边。突然我进入到了水母的体内,四周悬挂着触手。这是到目前为止,我与无脊椎动物所有过的感官刺激最最强烈的接触。

(图 3. 位于莱斯特广场附近的 Barker 全景图展馆的纵截面插图。来源:大英博物馆。)

「我们最初开始实验虚拟现实的出发点是:它能实现什么之前不能实现的东西?」看到我从水母中钻出来后,Steel 解释道。「然后,我们对什么感兴趣?我们怎样才能拓展对于现实的体验?」我们所体验到的世界明显受限于我们的感官,他指出,但是除了我们拥有的之外,还存在着更多潜在的感觉。

这种思考方式不仅带来了水母,也催生了另一个叫做「在动物眼中」的 VR 装置——Steel 和他的同事把这件作品放在英国湖区的一片树林里。参观者带上 VR 眼镜,同时进入虚拟和实际的树林,在不同生物的视角之间进行切换,包括小飞虫、青蛙和猫头鹰。当你在不同动物之间切换的时候,软件会模拟每一种生物特有的感官系统。比如,飞虫能从百尺开外的地方就探测到人类呼吸中排放出的二氧化碳。如果选择飞虫视角,你就会在树林中看见打旋的红点,代表二氧化碳浓度。「我们试图想象树木正在呼吸,」Steel 解释说。「然后如果你能看到组成空气的化学物质,那会是什么样的。」

几十年前,哲学家 Thomas Nagel 发表了一篇关于意识的经典文章。文章的标题堪称哲学史之最:《身为蝙蝠是一种怎样的体验?》作为对 Nagel 文章的呼应,Steel 和他的同事正在制作「在动物眼中」这件作品的进阶版本,试图模拟声纳导航。Nagel 原先的问题可以说是一个反问句而不是疑问句——重点在于,人类就是无法想象身为蝙蝠的体验,因为两者的意识模式有着天壤之别。但是像「在动物眼中」这样的 VR 实验,通过借助雷达扫描仪、高端显卡等一系列前沿现代技术和 David Brewster 两百年前首次发现的立体视错觉,至少暗示了 Nagel 的问题或许有解。

1812 年 9 月,巴伐利亚音乐家和发明家 Johann Nepomuk Maelzel 人在俄国,恰好目睹了那场迎接拿破仑到来却随后很快导致他惨败的充满传奇色彩的莫斯科大火。这场大火以及之后的莫斯科之战在接下去的岁月中激发了许多艺术作品的创作灵感:托尔斯泰的《战争与和平》、柴可夫斯基的《1812 序曲》。但是其中最早——可能也是最富原创性的——描绘这次世界性的历史事件的尝试来自于 Maelzel,就在拿破仑战败后一年之内,以一部名为《莫斯科的大火》的玩偶剧的形式出现。这部剧在维也纳举行了首次公演,然后被 Maelzel 带往欧洲大陆和北美大陆各地演出;他对火中莫斯科惟妙惟肖的重现在随后的数十年中吸引了一批又一批的观众。

该剧一份详细的物品清单让我们得以一窥它的制作规模。活动框架用来代表克里姆林宫、教堂尖塔和城堡等莫斯科建筑;经特殊设计,它们能在收到信号后马上坍塌或者爆炸。在天际线后面,Maelzel 挂了一幅透明的画来表现滚滚浓烟与熊熊烈火;在这幅画后面是另一幅画:楼宇在远处燃烧,月亮在夜空中泛着微光,俯视这片人间惨剧。舞台正前方是两座桥和一条堤道,载着两百多个俄国和法国的士兵人偶。防火屏使真火看上去烧遍了整座莫斯科城却不损害其中任何道具设备。

《莫斯科的大火》故事本身倒是这部剧最无趣的部分。没错,舞台上所发生的一切遵循了预先设定的顺序:拿破仑的军队抵达,俄国人撤退,大火吞噬全城染红天际。这场精彩表演真正的吸引力在于那种沉浸感,与 Barker 的全景画有着异曲同工之妙。你去看这类作品,不是因为想要追随其中某个角色的心路历程,而是因为想亲身体验某个壮观的地方、时代或者视角,这些你无法从别处体会的东西。

(图 4. 《Ars Magna Lucis et Umbrae》一书中关于「魔灯」装置的插图,作者 AthanasiusKircher(1646)。来源:SSPL/Getty Images)

虚拟现实可能也是如此。关于「在动物眼中」和 Steel 的音乐水母,令人难忘的一点是,这两种体验都无关叙事。这些体验强烈、震撼,令你浑身充满了惊奇的感受。但它们却没有试图讲述任何故事。

「VR 不是电影的演化,」当我们在 RYOT 办公室放下体立体镜之后,Bryn Mooser 说。「它不是讲故事。」如果 VR 能使你想象自己在泰坦尼克号的甲板上面,我觉得我们并不需要卡梅隆式的背景故事——关于风流倜傥的艺术家与面临包办婚姻的富家小姐之间短暂的爱情。我们将只想体验沉船的过程。故事情节将成为恼人的细枝末节。VR 版本的《侏罗纪公园》将不会费事去讲述 John Hammond 和他孙辈之间的关系;我们就只想漫步在芳草茵茵的平原上尽情观察雷龙。

在 VR 的发展进程中,最令人意外的转折可能是这种新兴媒介的节奏。对于 VR 而言,快速的剪辑确实是对身体的一种折磨;从一种视角跳转到另一种视角会引发恶心的感觉。但更重要的一点也许是一旦戴上 VR 设备,人们并不想转换到另一种体验。他们想停留在当前。「我就想把你放在田野里,」Mooser 告诉我,「然后你想干什么就干什么。」

「我们没抱什么期待,」Steel 这么谈论「在动物眼中」的创作过程,「但在结束的时候,我们都在想,如果你今天压力很大,能够就这么戴上一套设备然后尽情探索,真的很棒。你总是能发现新的视角和角度。由于树木显得更大,你能扫到这么多细节,能在 VR 中注意到现实生活中不可能注意到的东西。受限于我们五六英尺的身高,我们很少趴下把下巴搁在地上。但在 VR 中,你就可以那么趴着『我就喜欢这儿!看看这些松果儿!』」

当然,我们的下一代可能已经习惯了这些立体视觉方面的探索,会急于要求 VR 拥有电影的运动属性:不仅仅是情节的复杂性,还有快速的剪辑和动作的顺序。让我们回过头去想想那些把 Barker 的全景画惊为「自然魔术」的众多参观者,在画前驻足沉思,神游远方片刻,再回到伦敦城中日常的喧嚣与雾霾中去。而这种沉思也许正是 VR 与它的先驱的差别所在。在如今这个时代,我们已经习惯了每秒数十帧画面的动作电影,对电子游戏中充斥的血腥屠杀也已经麻木,没想到戴上 VR 设备后我们居住的世界竟然还有令人冥思的一面。这可能是其中最大的奇迹:掌握了一切先进的技术只为让人放慢脚步,让人再次感受好奇的魅力。

这是 ONES Piece 翻译计划的第 112 篇译文。本文原载于 nytimes.com,作者 Steven Johnson,由 ONES Piece 翻译计划 何聪聪 喜多卉 翻译。ONES Piece 是一个由 ONES Ventures 发起的非营利翻译计划,聚焦科技创新、生活方式和未来商业。如果您希望得到更「湿」的信息,我们也有播客节目「迟早更新」供您收听。

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