骑车畅游紫禁城——虚拟技术漫谈 [复制链接]

第10版(科技)
专栏：

　　骑车畅游紫禁城
——虚拟技术漫谈
陈祖甲
北京的紫禁城，现在是故宫博物院，国家级文物保护单位。大概除了过去的末代皇帝溥仪之外，是不会有任何人在里面骑自行车的。这不仅是保护文物的需要，而且紫禁城里门槛多重，宫殿高低错落，也无法骑车。
然而，去年在“８６３计划”十周年展览会上，笔者有幸骑车畅游了一回“紫禁城”。笔者骑上一辆固定在架子上的自行车，戴上如同沙漠防风镜似的头盔，脚蹬踏板，紫禁城在眼前出现了。从午门骑车进去，跨过金水桥，再过太和门，一眨眼上了太和殿。这座象征着皇帝最高权力的宫殿在故宫的最高处，竟让我毫不费力、畅通无阻地骑车上去了。正在得意之时，不好，车子要撞墙了，赶紧拐弯，走边门，到了中和殿，真叫人又惊又喜又惋惜。要不是过于惊慌，刚才还可以停车，在太和殿观赏殿内景色。
明眼人看得出，这里用了一种模拟的方法。是的。这是采用计算机支持的虚拟技术，让人们到紫禁城畅游，跟玩电子游戏一样。不过虚拟现实技术是那样的逼真、现实，如同身临其境，令人慨叹信息技术的神奇。
虚拟技术（英文ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ简称ＶＲ）是美国的拉尼尔（ＪａｒｏｎＬａｎｉｅｒ）在８０年代初正式提出来的。他明确地说，研究此技术的目的是提供一种比传统计算机模拟更好的方法。
话说虚拟技术，可以追溯到４０年代。当时为了训练飞行员，既节约时间，又减少费用，美国的专家研究了一台飞行模拟器。这实际上是一台复杂而又笨重的机械装置，没有多少直感。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。
６０年代至７０年代模拟技术大有发展。头盔显示器研制出来了。头盔上装有液晶显示器和立体声输出装置。随着操作者头部位置的变动，显示器显示出不同的立体图像；不仅有视觉，而且有听觉、触觉和味觉。到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，正式定名为虚拟技术。这同传统的仿真模拟技术相比，使人感觉更加逼真、现实，犹如身临其境。所以，也可叫做临境技术。
人间有许多事情是人难以立即亲临的，否则是容易造成损失的。举最简单的例子：学开汽车，学习者是不能刚学完汽车原理，便开车上路的。但在练车场练习驾车，同公路上的实际状况又差距太大。虚拟现实技术则可以将你带入一个真实的环境，好像真是在公路上行驶。只是撞了人或障碍，有惊险的感觉，而无损失。练熟了上路，自然而然，没有异样的感觉。其他像潜水、到火星上行走、建筑设计、医疗和军事演习等等都能采用这一技术。
德国技术人员正在修复德累斯登市的一所大教堂。这所教堂建成于１００多年前，在二次大战中被摧毁。技术人员将原始蓝图和历史照片输入计算机，应用虚拟技术，构成一个教堂的三维立体模型，根据这个模型，技术人员仔细地研究了教堂的正面结构、屋顶和金加工，并将废墟上的一些残砖断瓦放回原处。据美国《大众科学》报道，预计德累斯登大教堂将在２００３年恢复原貌。
９０年代初发射到太空的哈勃望远镜需要维修。美国利用虚拟现实技术对维修人员进行培训，让他们在同太空环境相同的条件下练习操作，所以，１９９３年１２月，维修人员仅花了３５小时多一点的时间，就完成了一项复杂的空间维修工作。
虚拟现实技术用有力的证据再次表明，以计算机为核心的信息技术的发展和应用，将使人类掌握更多的认识世界、改造世界的有力工具，对人类社会的经济和科学技术的发展起到更大的促进作用。