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在虚拟间生活、工作和学习

沉浸式技术已经模糊了现场与虚拟协作之间的界限   

发布于2022-02-22

在波士顿,顶级的建筑师和工程师们设计建造了一个建筑项目,它即将成为这座城市最新的主要住宅楼。现在,他们第一次走上了它的顶层,走进了其中一套宽敞的公寓,却发现了一个可怕的问题:住户可以透过这个单元的一些大窗户,清楚、直接、畅通无阻地看到旁边的公寓; 这也必然意味着邻居们也能够轻易地看到这边的情况。这是对隐私的侵犯,这对那些高端住宅挑剔的潜在买家而言绝对不可接受。于是,顶层的窗户不得不重新调整角度,这将需要改变这座32层大楼的结构。

对已经开工很久的建筑进行大的改动,是每个建设者的噩梦, 这些改动动辄就要耗费数百万美元,并导致好几个月的延误。但在这个项目中,改动大楼设计只需几个小时就能完成,成本相对而言也非常低—— 因为当时这个项目还没有破土动工。这一行人的顶层漫游完全是在虚拟现实中进行的,他们看到的是计算机生成的三维规划结构模拟,通过头显设备,让不同城市工作的关键成员间得以实现共享。

虚拟现实和其他沉浸式现实技术可以让人们感觉自己置身于计算机生成的空间和物体中,并与之进行交互,这有点像穿过计算机屏幕进入其背后的世界。这些有时看起来非常真实的3D模拟,通常要借助特殊的高科技眼镜和其他装备才可体验,长期以来一直在科幻题材的各种人工智能世界中提供极具吸引力的、甚至是惊人的冒险经历。

然而,沉浸式现实正越来越多地被用于一个更贴近现实的目的:将相距甚远的人们带入人工智能生成的房间和其他合成环境中,在那里,他们可以合作学习、分享创意、做出发现、解决问题、相互交流,这往往比电子邮件、电话交谈或Zoom会议更具吸引力和启发性。沉浸式现实软件公司Spatial Systems的副总裁兼业务主管Jacob Loewenstein说:“你可以在Zoom会议上进行交流, 但在虚拟现实中,你可以用平板屏幕无法实现的方式进行连接。”

沉浸式现实硬件和软件在过去几年中才变得足够成熟,能够超越对现实的粗糙、卡通式模仿,实现更逼真的协作体验。而且,随着这项技术变得更加经济实惠,几乎所有员工甚至消费者都能越来越多地使用它。随着设备变得更好、更便宜,越来越多的人和组织开始熟悉这项技术,最终人们一起工作、学习和放松的方式可能会发生巨大变化。沉浸式现实已经影响到了商业、教育、健康和诸多社会领域,在不远的将来,它甚至可能成为我们许多人每天长时间使用的媒介。

沉浸的不同方面

沉浸式现实有两种主要形式:增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR)。AR用户仍然可以看到真实世界,但虚拟物体和信息会叠加在真实环境上。这项技术已经通过Pokémon GO应用程序为全世界数亿人所熟知,玩家可以通过带摄像头手机的屏幕窥视周围的环境,看到隐藏在附近的卡通人物。

AR还有更多的实际用途。它可以用有用的信息来诠释和说明我们周围的世界,指出附近餐馆和朋友的位置、需要维修的机器部件,或者其他与会者或会议关键产品的名称和位置。必须通过手机来观察这一切可能会很尴尬,但在未来几年中,我们将能够通过“智能眼镜”来体验AR,这种眼镜已经出现在Facebook和联想等公司的原型产品中。EyeWay Vision正在开发一种先进的AR系统,其首席执行官Nikhil Balram说道:“你可以轻易地让你能想象到的任何物体出现在你面前,而且你仍然可以看到周围的房间,这样你就可以绕着物体走动,抿一小口桌上的可乐。最终,你将能够举行这样的会议,其中一些人与你同处一室,而另一些人则是来自世界各地的人们的数字替身,这将让你感觉到你们都在一起。”

至于VR,它是一种更全面的体验,它用模拟世界完全取代了用户周围的真实世界,而模拟世界通常通过安装在头显设备中的微型显示屏投射到用户的眼睛上。头显设备还配有传感器,可以跟踪用户头部位置的变化,改变视野以匹配这些动作,并提供一种360度全方位环视环境的真实感。除了完全处在一个共享的、模拟的世界之外,手持传感器还可以让用户在场景中伸手“抓取”虚拟物体、按下按钮或在虚拟环境中向其他访客做手势;而内置在头显设备中的微型扬声器则提供丰富、逼真、定向的声音。

新冠疫情让人们认识到虚拟会议的潜在价值,因为数以千万计的人离开办公室,转而在电脑屏幕前进行协作。但它也让数百万人认识到,在一个尴尬的、由发言者组成的小组会议上,试图让人们全身心参与会议所存在的缺点。在这种聚会上,参与者可能难以将注意力集中在一个小屏幕上,而不去关注周围发生的事情。卡内基梅隆大学电子和计算机工程教授Anthony Rowe处于VR研究的前沿,他说道:“这场疫情是虚拟技术的催化剂,也让人们对Zoom产生了疲劳。现在,技术需要介入,让我们超越虚拟会议。虚拟会议只是一个由人脸构成的平面网格, 在二维上进行互动对人类来说是不自然的。”

相比之下,在VR中协作可以给人一种令人信服的感觉,即在共享空间中与他人充分互动。可以肯定的是,VR会议环境可能会有一点卡通化的感觉,由“头像”代表的人可能看起来并不真实,但因为头像是3D的,可以使其与他们所代表的人物相似,并且可以模仿他们的手势,在某些情况下还可以模仿他们的面部表情。大多数参与者很快就能克服这些限制。

各大组织纷纷采用3D

VR交互甚至比面对面会议感觉更丰富,因为它能够共享场景、物体的三维视图,甚至是在现实生活中无法调用的抽象数据。Spatial公司的Loewenstein说道:“您可以在VR房间中面对面坐着,将模型、视频和白板带入其中,以一种比常规屏幕共享更具协作性的方式分享一切。 无论是商务会议、社交时间还是研讨会,都会让人感觉更具吸引力。”

这就是为什么尽管与几年前的视频游戏VR市场相比,VR硬件和软件的商用市场非常小,但是根据行业研究公司IDC的数据,后者到2024年将占据整个VR市场的一半。市场研究公司Forrester Consulting的一项调查发现,一半的公司计划在两年内进入沉浸式现实领域。

建筑、工程和施工 (AEC) 行业在采用VR协作方面处于领先地位。对于该领域的专业人士而言,这并不是一个很大的飞跃,因为该行业长期以来一直依赖于计划建设项目的3D虚拟模型。但现在,VR会议使团队能够共同出现在模型中,在逼真的3D空间中查看模型,并一起浏览模型,指出潜在的问题,尝试可能的变化,所有这些都是在相互交谈的同时进行的,即使团队成员分散在世界各地各自的办公室或家中。EyeWay公司的Balram先生说道,“虚拟现实极大地减少了地理阻隔。” 

这就是为何世界各地的主要设计和施工公司,从上海的Ennead到荷兰代尔夫特的Mecanoo,都一直在转向沉浸式现实技术和其他形式的协作。例如,Valiant TMS是一家办工场所遍布世界各地的智能自动化系统公司,他们在举行系统设计审查会议时,借助英国塔姆沃思的Theorem Solutions公司开发的VR软件,将位于奥地利、印度、加拿大和墨西哥的工程师聚集在一起。Theorem公司的高级主管Katharine Edmonds指出:“这在疫情期间帮了我们大忙,毕竟许多国家之间都禁止旅行。”

波士顿的住宅大厦项目团队成员正是通过VR发现了窗户存在隐私问题。该团队由罗德岛Odeh Engineers和波士顿Stantec公司的设计和工程专业人员组成。研究小组的一名成员还发现,当他在虚拟现实模型中“走进”一间电力服务室时,他的头部(实际上是他头像的头部)撞到了一根低矮的横梁,这提供了一个宝贵的提示,表明该房间将违反建筑规范。

AEC团队通过VR节约大量金钱的故事数不胜数。一个团队在佛罗里达州的一个高中建设项目中节省了32000美元,因为VR会议协助快速解决了几十个潜在问题,否则就需要延期来研究问题、分享细节并让每个人都参与解决方案。同样,英国公用事业公司Anglian Water也通过在VR中就一项基础设施项目进行协作而节省了数千美元。此外,挪威一个耗资20亿美元的新地铁项目的主管成功召集了来自两个国家的四家不同公司的专业人士参加协调和目视检查的VR会议,这些会议在早期就发现了多个问题,防止了大规模的成本超支和延期。

全球建筑公司Gensler的VR会议非常富有成效。现在,所有28个办事处都参加了每周一次的会议,对项目进行审查。该公司在销售会议上也使用了VR技术,并利用其VR模型让设计师和建筑工程师了解不同的照明和材料如何影响建筑物的外观,以及更好地了解建筑及其要素在全尺寸下的样子,这是传统虚拟模型或微型物理模型难以做到的。建筑虚拟现实工具供应商The Wild的创始人兼首席执行官Gabe Paez说道:“现在有很多人将这些工具作为他们工作的核心,他们不会让你把它拿走。这个行业过去是在2D屏幕上工作的;但五年后,对于新入行的人来说,这恐怕就会变得很可笑。”

超越建筑

在接受VR协作方面,建筑、工程和施工 (AEC) 行业之外的产品设计师和工程师并没有落在后面。玩具公司美泰 (Mattel) 经常会将相距较远的设计师聚集到虚拟现实的会议空间,利用3D模型计算出新玩具设计的细节。当设计完成准备进行制造时,生产工厂(通常位于中国)的制造工程师会在虚拟房间中加入到团队中,工程师可以提出修改建议,以降低制造成本,提高生产速度和质量。

航空航天公司洛克希德·马丁在其丹佛工厂运营着世界最大的虚拟现实设计实验室之一,在那里,工程师和管理人员负责从卫星到航天器的各种设计。他们甚至可以在模型上进行模拟性能测试,以优化飞行器的空气动力学、耐热性和抗应力性能,所有这些都是在实际构建微型模型之前完成的。

VR协作的优势并不局限于设计师和工程师。在疫情期间,许多组织已经发现了虚拟会议的优势,现在正在寻找从虚拟交互中获取更多应用和益处的方法,并且VR正日益填补这一空白。劳埃德银行集团 (Lloyds Banking Group) 和宜家 (Ikea) 都是利用VR对求职者和新员工进行面试和入职培训的全球公司。金融服务公司法国兴业银行 (Société Générale) 集团将金融分析师和客户聚集在虚拟空间中。总部位于旧金山的生物数据分析公司Larvol已经鼓励其遍布14个国家的数百名员工在VR中完成他们的所有协作工作,只维持最低限度的办公设施。

Loewenstein坚持认为,在VR中创造新型办公空间将解放许多公司。他说道:“我们每天去的办公空间有助于增强我们的身份感、品牌意识以及社会关系, 但我们很难将物理空间变成真正趣味盎然的东西,比如美术馆、露营地或草地。这在VR中就很容易做到,共享这些空间可以加强我们与在那里工作的人的联系。”

大型会议的举办者也在转向VR,以消除出席会议的物理距离障碍,同时使虚拟与会者能够体验与面对面与会者相同的参与度。恰巧,世界最大的专业技术人士组织IEEE下属专注于VR的分支机构在网上举办了2020年会议,会议上,所有主题演讲、会议环节甚至社交聚会均在VR中进行。

培训也已经成为各家企业的一大VR应用。State Farm Insurance利用VR为估价员提供如何对洪水淹没的房屋进行保险理赔检查的培训,让参加培训的人员可以打开虚拟柜门,查看家具下方,以发现潜在的损坏。沃尔玛让其员工在大促销期间以虚拟方式面对激增的购物人群,这样他们在现实世界中就不会面临不知所措的窘境。管理咨询公司普华永道 (PWC) 为美国各地的管理者提供高级决策培训,结果发现,在学习内容测试方面,从VR课程毕业的学员比那些以普通在线形式学习课程的学员得分高出35%。联合国、UPS和泰森食品公司都在尝试将VR用于培训。Balram说道:“你可以在平面屏幕上学习,但这很无聊。学习的过程不仅需要了解信息,更需要与他人互动,沉浸式技术更适合于此。”

实现变革

VR领域的下一个重大飞跃将是更真实的头像,不断变化的表情让那些在虚拟现实中相遇的人看起来更像他们真实的自我。Rowe在卡内基梅隆大学的实验室已经在使用包含指向佩戴者面部的摄像头的头显设备,这样就可以将面部图像投影到头像上。

Rowe补充道,未来的头显设备将包括传感器,用于识别面部肌肉运动以进一步细化头像表情,以及眼球跟踪器,用于检测用户目光的方向。他说:“当你能分辨出某人注视的方向时,尤其是当你们对视时,你的感觉会更真实。” 更高速的网络连接和更强大的处理器也有助于实现头像真实感方面的其他重大改进,因其可以提高头像的分辨率,平滑面部动作,以及减小用户面部动作与该动作反映在头像动作上之间的时间差。

Balram表示,随着沉浸式技术的进步,并且越来越多的人接受它,它将改变我们的工作和生活,所采用的方式几乎不可预测。他解释说:“我们一直在做的大部分工作是将旧的做事方式强行融入这些新环境。现在我们需要开始彻底反思我们的工作方式,以便真正利用这些工具。”