从“虚拟人”说起

你听见过“虚拟人”的事吗？以后看病，病人不必再为误诊担忧，因为将有“虚拟人”先代替病人“吃”药“挨”刀。

“虚拟人”并非真人，只是电脑里的人体数据集成。据专家介绍，传统医学诊断主要靠医生的学识和经验，但医生也有“吃不准”的时候，这就会导致误诊。“虚拟人”就是将所有人体信息收集储存在电脑里，开处方前，医生先将药物影响数据输入电脑，电脑里的“虚拟病人”就会显示服药后的生理反应，从而协助医生对症下药。在动手术之前，也可以在“虚拟人”身上开刀，电脑上会显示刀口断层及组织断面，为医生制定术前计划作科学参考。

虚拟人计划早已引起发达国家的重视。美国已造出一对虚拟白人，韩国也于2000年启动了为期五年的可视韩国人计划，日本也将于今年启动“虚拟人”计划。不同国家造的“虚拟人”不尽相同，中国将根据本民族生理特点造“虚拟中国人”。“虚拟中国人”计划目前正处于数据采集阶段，先期开发的三维信息处理软件已在一些医院使用。

虚拟现实技术的崛起

虚拟现实技术（VirtuaIRealty）是美国科学家贾龙 · 拉尼尔于20世纪80年代初正式提出的。他明确地指出：研究此技术的目的就是提供一种比传统计算机更好的模拟方法。

实际上，虚拟现实技术的起源可以追溯到20世纪40年代，当时的美国为了使飞行员在训练时能做到既节约时间又减少费用而研制了一台飞行模拟器。这实际上是一台复杂而又笨重的机械装置，效果并不理想。以后逐渐发展到计算机控制的大屏幕全景式显示模拟器，操作者有了直观的感觉。但是，显示器还不能随着操作者位置的变动而显示不同的景观。到了20世纪70年代，头盔显示器装置的出现，使模拟技术有了很大的发展。装有液晶显示器和立体声输出装置的头盔显示器，可根据操作者头部位置的变动，显示出不同的立体图像；不仅有视觉，而且有听觉、触觉和嗅觉。到了80年代，综合集成传感器技术、实时仿真技术、计算机辅助技术、多媒体技术等多种高技术，这一技术被正式定名为虚拟现实技术。

虚拟现实技术有非常广泛的用途。例如：初学开车者可以利用虚拟现实技术在各种环境与状况下的道路上行驶。其他如潜水、火星行走、建筑设计、医疗和军事演习等等都用得上这种技术。在模拟飞行器中，飞行员会碰到现实中很少出现的情况，包括飞机相撞或裂成几段。如果从未经历过这种情况，谁也不知道自己会作出何种反应，而虚拟现实技术却容许人们“亲身体验”这种可能。

虚拟经济模型

如今世界经济形势瞬息万变，国际市场竞争加剧，因而经济学家们对应用计算机模型了解、预测、驾驭世界经济寄予很大的希望。美国桑迪亚国家实验室不久前创造的“阿斯彭”虚拟经济模型，证实了虚拟技术在规划经济发展中的重要作用。该模型的目的是在计算机内部创建一个微型经济社会，并不是细细咀嚼数据记录，而是创建拥有数百个微程序的虚拟世界。每个微程序都代表一个真实的经济实体，例如工厂、商店、银行或家庭。所有这些实体都拥挤在硅世界里，当它们与其他实体相互对比、分析时会自行进化，从而形成最佳的动态经济模型。

通过试验，人们对“阿斯彭”已经刮目相看了。当阿斯彭模拟不同的货币和财政政策（推动经济发展或导致经济衰退的重要因素）产生各种影响时，那些虚拟公司作出的反应却是完全真实的。桑迪亚实验室的经济学家尼帕 · 巴苏说：“模型中的虚拟公司学会了合作，它们在程序的指导下变得聪明起来，甚至其应变能力超过了实体公司。

如今，“阿斯彭”的虚拟世界有1万个家庭以及1500家工厂、商店、银行和政府机构——相当于一座小城市。以后，“阿斯彭”的虚拟世界也许会包含数以万计、十万计的工厂和商店，它们有能力研究、预测世界经济变化的大趋势，会主动分析诸如“北美自由贸易协定”等一些贸易法规，甚至会注意东欧地区的地下经济动态并采取对策，显然这是大多数常规实体公司难以做到的。

室外虚拟研究室

2002年6月6日，日本东京大学尖端科学技术研究中心（尖端研）开始运用“室外虚拟研究室”进行虚拟现实（VR）技术和可穿戴计算机的研究。面积为1700平方的室外虚拟研究室外表看似很普通，但地基部分的结构在全世界则是独一无二——埋在地基下的相互间隔为1.2米的合计1300个被称为“RF标记”的天线和无线LAN。

RF标记是线圈式的天线和IC一体型的小型信息媒质，通过可穿戴计算机等终端与RF标记之间的相互通信，能够即时取得位置信息。此次进行的研究就是将这种结构和无线LAN、可穿戴计算机融合在一起，尝试进行在室外虚拟空间的应用研究。

作为研究的第一个项目，广濑研究室已经开始进行无障碍方面的应用研究。其内容为：残疾人配备的可穿戴计算机可以与RF标记相互交换信息，并将得到的位置信息以残疾人可以理解的手段传达给本人。比如对盲人以声音方式、对聋哑人以头戴型显示器的方式，对盲、聋哑残疾人以触摸文字传递位置信息。

研究中也可能会进行如下尝试：可穿戴计算机通过无线LAN将位置信息传送到服务器，服务器可以发回与位置信息相符的动态图像等附加值信息。由于服务器可以经常掌握残疾人的位置信息，因而在万一发生事故时也可以迅速采取应对措施。在尖端研的室外虚拟研究室中，由于每隔一定的距离都设置有摄像机，因此还能够以动态图像的形式追踪目标物的动向。

广濑研究室的广濑通孝教授表示，“如果城市空间拥有了电子地址，则有可能实现各种有趣的事情。除了帮助残疾人的应用之外，今后我们还将进行在外出时可以通过头戴型显示器和耳机取得广告及歌剧等信息的某个范围内的展示研究”。

用于住宅设计

通过虚拟技术可以体验设计图纸上的住房系统。

最近，日本大成建设公司开发出一种系统——可以让顾客在住房动工前就对竣工后的住房进行一番体验。该系统利用电脑绘图软件设计的房间布局和天花板高度等数据，制作出假想的住房内部画面。只要戴上一副特制的眼镜，就可以通过三维立体画面，随意观看新建住房的内部与外部情况。

一些住房开发商已开始采取新的营销手法：让推销员带着绘图软件，一边听取顾客的要求，一边设计顾客满意的住房。今后，这种营销手法将进一步得到推广。

利用上述假想体验系统，顾客不仅可以了解房间的阳光照射、夜间照明等情况，还可以了解地板、墙壁的颜色与设计情况。除此之外，如果把新建住房四周的房屋、院墙、栅栏、道路和树木等数据输入系统，顾客还可以看到与入住后完全相同的窗外景致。

建筑师也许有一天会在绿地上手指一点像施魔法一般的变出一座大厦，这里一堵墙，那里一个中庭——所有的工作可以通过一个虚拟现实系统实现。

澳大利亚南方大学的韦恩 · 派克斯基和布鲁斯 · 汤姆斯，于2001年10月14日中旬在苏黎世举办的一次关于虚拟的计算机会议上展示了其系统的工作情况。目标物在定点周围移动时，GPS（全球定位系统）卫星-航空接收器将会全程跟踪，并利用一个数据套，能完成其预设的工作——通过一系列菜单建立或删除目标，如墙、楼梯和门。

建筑师可以在一个虚拟现实的环境中将呈现出的创造物进行任意改造——取消或改变一个物体的形状、尺寸和位置，只要“抓”到它，甚至是在遥远的地方。但汤姆斯承认当前的技术还有很多缺陷：图像有时跳跃。但他相信改进后的计算机加上更精确的全球定位系统将会显著地改善这项工作。

虚拟海洋世界

观赏过“海洋世界”游览节目的朋友一定对训练有素的海豚或杀人鲸印象深刻，它们会依着驯导员的指令做出一些高难度的动作，或者是一些俏皮可爱的动作。现在有一种虚拟技术，可以让游客摇身变成驯导人员训练指挥水中的杀人鲸。这种技术为虚拟海洋世界提供了类似真正海洋世界的场景，你可以在家里通过计算机过一番驯导员的瘾，也可以利用语音控制杀人鲸，看它表演。

在虚拟海洋世界中当训鲸师，主要靠的就是声音辨识技术，使用者只要掌握语音控制的方式，就能够和虚拟场景中的杀人鲸互动。因为在计算机程序中，通过动作编辑器，将杀人鲸的跳跃、后空翻、挥手这些动作转换成语音指令，杀人鲸就会根据指令行事。

为了让游客有身临真实海洋世界的感觉，系统设计师请真人表演了许多高难度的特技动作，再将这些动作资料拍摄下来，转换成虚拟海洋世界中的“数字指导”，而每一位游客都能成为高级驯鲸师。

用于军事

在未来的战争中，怎样把军事手段和非军事手段有效地结合起来达到不战而胜的目的，是摆在世界各国军界首脑和专家面前的一个重要课题。其中，以信息欺骗和信息威慑为特征的心理战，将发挥十分重要的作用。虚拟现实技术则为传统的心理战提供了最为有效的现代技术手段。

虚拟现实技术利用计算机等现代技术手段产生一种与真实环境十分相象的图像或情景，如精心设置一种“逼真”的假象，就可以达到欺骗迷惑敌人的目的。例如利用现代电影特技中已经广泛应用的虚拟现实技术，将演员与计算机创作的视频图像有机地结合起来，就很容易创造出一个虚拟的招待会、想象中的高级领导人会晤或军事会议，甚至可以创造出一场实际上并未发生、但异常激烈的战斗。这一切如作为信息战武器来使用的话，将使敌人真伪难辨并导致严重的决策失误。

目前，一些发达国家对虚拟现实战都十分重视，纷纷成立了专门的虚拟现实战研究机构，研究怎样利用虚拟技术制造假事件、假新闻等。研究如何对敌方进行有效的信息欺骗和信息威慑。

据报道，美国已经成功地利用激光全息投影技术，产生了一组具有欺骗性的激光全息图像，并在索马里进行了成功的试验。当时，一小队美国海军陆战队的士兵正在沙漠中搜捕艾迪德武装分子，突然前面扬起了一场沙暴，大风把沙尘卷起有300多英尺高。当这些美国士兵正准备躲避这场沙暴时，在300多英尺高的沙尘中突然呈现了一个巨大的耶稣像。士兵们惊呆了，完全忘记了自己身处危险之地，丢下枪支，跪在地上顶礼膜拜起来。其实，这是美国信息战专家们试放的一种能以假乱真的激光全息图像。

如今，互联网的出现和宽带的普及正在推动虚拟现实技术发生新的变革，网络将使虚拟现实技术突破国界、地域，从而拥有更广阔的空间，其应用前景实在不可限量。