資訊科技

虛實聯網延伸你的感官

物聯網不只是與網路相連!現今展覽中普遍應用的虛擬實境與擴增實境,能夠讓我們體驗前所未見的感官刺激。

撰文/洪志良
2014-09

資訊科技

虛實聯網延伸你的感官

物聯網不只是與網路相連!現今展覽中普遍應用的虛擬實境與擴增實境,能夠讓我們體驗前所未見的感官刺激。

撰文/洪志良
2014-09

重點提要
■網際網路改變了我們聯繫世界的各種方式;下一步,整個世界的物品都將與網路連結,形成物聯網世界。
■目前展覽中的虛擬實境與擴增實境,即是物聯網與感測科技的結合,豐富了我們的視覺感受,在未來更可能協助我們處理生活大小事。
■我們現今依賴著科技產品相伴每一天,卻也減弱了某些能力,例如記憶力。

當你口渴、舉步維艱地走在偌大的機場時,手中的保溫瓶卻又空空如也。此刻,你用手機對準保溫瓶,手機螢幕就會顯示機場的透視立體圖,此圖中標示著你與各處飲水機的位置。只要在手機上選定欲前往的目標,手機就會顯示箭頭指引你走向飲水機。這並不是科幻小說的情節,而是我們即將身處的「物聯網」(internet of things)未來。

上述創新概念的發想者是當時就讀美國麻省理工學院(MIT)媒體實驗室的米斯崔(Pranav Mistry),他長期研究人機互動介面。數年前,他製作了一張虛擬機場地圖,當你把物品放在螢幕中的地圖上,螢幕就會顯示物品的相關資訊。例如,你放上機票會標示登機門位置。2009年,他研發了一項名為第六感(SixthSense)的人機互動裝置,這項裝置主要有三個部件:定位指套、投影機與攝影機。戴上這項裝置,當你看著報紙時,攝影機會擷取報紙資訊,例如美國總統歐巴馬昨日發表就職宣言,投影機就能自動播放這段就職宣言影片,定位指套則可快轉或停止影片等。

如果米斯崔的發明真的實現,我們未來的生活也將因此而改變。想像你的手機換成了某種科技眼鏡(例如Google眼鏡),你就可以像42頁〈物聯網上身 你我都有超能力〉跨頁圖中的人一樣,知道屋內所有物品的「狀態」,彷彿擁有了超能力。你可以輕易得知電腦是否開機,室溫多少℃;當你坐在室內時,就能看到停在室外的愛車是否鎖好,不必老是「左顧右盼」注意車子是否被拖吊,或是偷走。

萬物相連

生活中的萬物與網際網路相連,資訊即可互相傳輸,再透過人機互動介面,我們真的可能擁有操控遠端物品的能力,即使物品遠在天邊也能近在我們眼前。這些場景不難想像,今日我們的生活早已與網路密不可分,舉凡工作聯絡事宜、上網購物,甚至使用社群軟體交流情感,不時查看臉書、LINE一下朋友,一天沒有網路,就覺得日子枯燥無味、坐立難安。如果進一步讓物品感測器透過網路互相「交流」、運作,就構成物聯網的基本概念。

2013年,網路設備巨擘思科(Cisco)更宣告萬物聯網(internet of everything)時代即將到來,預計在2020年,人、物品、資料、程序都能經由網路相互聯繫。為了落實物聯網這個夢想,許多技術已經在實驗室中不斷測試、研發(例如遍存計算)。而且有些技術早已悄悄在不少展覽的互動體驗區中默默深耕,透過虛擬影像或各種感官刺激,參觀者彷彿置身奇幻世界或穿越時空遊歷古代。


虛實之間


在這些展覽的互動區中,我們經常會見到「虛擬實境」(virtual reality)與「擴增實境」(augmented reality)這兩項技術。它們在人機互動介面中都屬於直接操作介面衍生出的應用,而遍存計算也是。


虛擬實境是利用電腦繪圖製作出一個三維空間的虛擬世界,把人們在某個環境中會看見的物品,一一繪製出來,宛如現實世界。目的是讓使用者有視覺、聽覺、觸覺等的感官刺激,就像身歷其境。舉例來說,飛行員在正式駕駛飛機前,透過模擬駕駛艙與方向盤,進行虛擬飛行訓練(這些設備都所費不貲,一般人花上千元買的飛行電玩遊戲是無法做到的)。但建構虛擬世界的材料不見得是現實世界的物品,也可能是純屬虛構的產物,電玩遊戲就是一例。


在電玩遊戲中,使用者進入設計者虛構出來的世界裡,與其他使用者一同歷險,感受虛擬世界的情感傳遞,與現實世界的交流差可比擬。透過力回饋搖桿(不少搖桿使用螺旋齒輪傳動裝置)或Wii遙控器(內有陀螺儀與加速度計),能夠把虛擬世界的震撼傳回現實世界,或把現實世界的動作遠端傳入虛擬世界,可說是與虛擬實境互動最簡單的方式。


由於電玩遊戲的強大魔力,許多數位學習教育業者看到了這項優勢,紛紛投入研發,像是「當個創世神」(參見2014年5月號〈心智電玩〉)。虛擬實境凸顯了某個期望強化的概念,讓使用者感受到沉浸式體驗,成為提升學習的利器。今年3月,臉書為了強化虛擬實境的連結,耗資20億美元收購研發頭戴式虛擬實境裝置的Oculus公司。(說不定,未來我們都不再是「低頭族」,而是使用頭戴式裝置在臉書上對話。)此外,在有些心理治療上,也應用了虛擬實境,像是讓懼高症患者藉由電腦螢幕體驗高度落差,這些都是現實世界無法達成之處。


而擴增實境指的是,把虛擬資訊添加到使用者感官知覺的裝置上(參見2002年6月號〈擴增實境〉),就像上述在機場中尋找飲水機的例子。目前的擴增實境主要利用影像辨識與電腦繪圖兩項技術,以攝影(相機)鏡頭讀取預先設定判讀的圖像,例如標誌(maker)、臉部、動態與骨架等,經影像軟體辨識後,便能呼叫出對應的虛擬資訊。例如,當你在展覽的互動體驗區中,與大螢幕上的虛擬人物互傳足球,攝影鏡頭拍下你踢足球時腿部掃過空間的動態,或你骨架擺動的方式(而不是你的腳),來計算你是否踢到球,使球繼續在你與虛擬人物之間滾動;當你使用手機在特定區域讀取LINE人物的圖像(例如詹姆士),你就能在手機螢幕上看見詹姆士已經擺好姿勢,等著你一起合影留念。其實擴增實境並非專指視覺,讓使用者感受到宛如現實世界的聽覺、觸覺回饋,也屬於其中。


擴增實境的妙處在於可以和展覽品拍照,卻不破壞展覽品,雖然無法實際觸碰,樂趣卻也不減,而且更能讓不少靜態欣賞的展覽品增添動態互動的樂趣。例如,當你看到吐舌頭的愛因斯坦照片時,愛因斯坦的動畫便會向你解釋:他在72歲壽宴上,由於當天已經為拍照者做出多次微笑的表情,這一次才「調皮地」吐了舌頭。


簡單地說,虛擬實境企圖以虛擬資訊取代現實世界,而擴增實境則是在現實世界中添加虛擬資訊。當這些技術發展得更為便利後,自然就會成為物聯網的一環。雖然網路是物聯網的重要橋樑,不過其中的核心還是人。不論是DoppelLab瀏覽器、虛擬實境或擴增實境,都是為了能夠達到「人如何與機器直接溝通,機器如何傳達資訊給人」。因此當你去看展覽時,擴增實境增添你對展覽品的認知與趣味,虛擬實境則讓你體驗「回到過去」或「極速快感」等超脫現實世界的感受。