The Voices of VR Podcast

我的名字是 Kent Bye，欢迎收听《虚拟现实之声》播客。

Andy Beale 自 1992 年以来一直参与虚拟现实，目前是 WorldViz 的首席执行官。WorldViz 是一家成立于 2002 年的公司，主要致力于将虚拟现实技术带入学术界，同时也涉及工程领域的市场营销和仓库规模应用。我有机会在 SIGGRAPH 大会上与 Andy 谈过，我们讨论了 WorldViz 目前的工作情况、虚拟现实的发展历史以及他与 Oculus Rift 的第一次体验，尤其是在大型跟踪方面的进展，以及他长期研究的 vection 概念，这个概念他之前从未真正体验过，直到第一次戴上 Oculus Rift。因此，今天《虚拟现实之声》播客的内容将涵盖这些话题，但首先是我们赞助商的简短广告。

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与 Andy 的访谈是在 7 月 24 日至 28 日于加利福尼亚州阿纳海姆举行的 SIGGRAPH 大会上进行的。现在，让我们深入探讨。

与 Andy Beale 的对话

我的名字是 Andy Beal，我在虚拟现实领域工作了近 25 年，目前在一家名为 WorldViz 的公司工作，该公司由其他两位联合创始人于 2002 年共同创办。我在 92 年的时候开始接触 VR，当时是为了我的博士论文，作为研究人类的虚拟实验的一个方式。

也许你可以谈谈你从博士论文到进入虚拟现实，然后最终在 2002 年创办 WorldViz 的过程。在这十年间发生了什么？

当然。我博士论文的研究领域是实验心理学，我有时会这样向人们解释，我并不是帮助你解决和兄弟姐妹间问题的心理学家，而是研究普通人如何驾驶汽车、如何飞行飞机的那种心理学家。最终，我的论文研究了控制飞行。如今，自动驾驶汽车开始出现了，但二十年前情况并不是这样。我们根本不知道如何制造能够执行如此复杂任务的机器。我们依靠人类和动物来做到这一点，但我们尚未理解他们是如何做到的。因此，我将我的心理学领域视为一种伦理的逆向工程人类。

你需要的是一个非常好的刺激，良好的视觉显示、良好的音响效果，甚至更复杂的情况下，需要触觉等其他感官，以揭示和探测人类心理，弄清楚是什么让他们运转。

对我和我们公司而言，我们公司的基础是将 VR 作为科学工具来使用，而我们的初始客户群体几乎都是科学家。所以，当我们在 2002 年成立公司时，我们主要是服务于大学的研究实验室，那些几乎没有听说过虚拟现实的研究人员，他们渴望接触这一领域，想集中精力进行研究，获得更好的发表，推动自己的职业发展等等。

所以你们当时主要是在生产一些虚拟现实头戴设备技术，还是提供什么其他服务？

我们主要生产的软件是用于连接各种头戴设备的。其实我在 94 年就造过自己的头戴设备，最初是使用索尼的便携电视。原因是早期九十年代市场上几乎只有一个现成的设备可以购买，而从研究的角度和个人经济上来讲，我当时实在负担不起这些商业设备，所以我用 Watchman 电视自制了一个。公司在此之后支持了先前数十款头戴设备，而现在我们通过我们的软件支持数百种不同的头戴设备。

我们开发了一款类似于游戏引擎的虚拟现实模拟引擎，专注于沉浸感与临场感所需的内容。我们连接的不仅是显示器，还有输入硬件，这对整个系统同样重要。

我们自己也开发了一款跟踪设备，我们称之为仓库规模的光学跟踪，允许用户在大约 30 米乘 30 米的环境中进行 1:1 的真实规模移动，同时让专业人员在没有全职工作人员的情况下能够操作。这意味着，建筑师或飞机设计师等不需要有一组专门来维护这个动作捕捉工作室的团队。

也许你可以描述一下 2002 年发生的事情。当时VR产业似乎正处于一个寒冬期，90 年代初期人们对它非常兴奋，但随后逐渐冷却，直到 2012 年左右。然而你在 10 年前创办公司的环境是什么样的？在这样的环境下创业和自给自足是什么感觉？

是的，我称之为虚拟现实的几个寒冬，这段时间我称之为 VR 的黑暗时代。在这个寒冬期间，用户群体逐步增长。例如索尼曾经进入这个领域但又很快退出，佳能在这个领域也试探过但又暂停了 10 到 20 年。此外，还有一些电影对人们的期待产生了误导。但是在整个过程中，研究和科学界的使用量却以单调增长的方式稳步上升。

在我研究生生涯中，我创建了一系列工具，供人免费使用。越来越多的人开始问我，“Andy，我能接触到 VR 吗？” 因为我与实验室的同事们展示的结果已达到可以发刊的质量，得到了同行评审。到 2002 年，我收到了足够的需求，我的一位合伙人看到了市场潜力。即使在 2002 年，已有足够的咨询和安置政府资助的项目，允许他们购买所需设备。因此，他们需要一家公司来提供一个相对不依赖硬件的软件平台，让他们能够根据自己的研究方案选择适合的硬件，没有一种硬件是适合所有人的。在过去以及今天，我依然相信，没有一种通用的方法能够解决所有问题。

所以我们提供了支持，我们了解VR的方方面面，我知道VR的优势和劣势，以及应该避免哪些陷阱。最后，研究问题的性质到了何种程度需要使用这种技术而非传统科技？这是我们今天对客户的价值所在。我们有时候甚至会劝人放弃，如果说这样最终不会对客户或研究者的需求产生帮助，那对双方来说都是浪费彼此的时间。我认为我们赢得行业内的尊重正是因为我们对如何使用这些技术提供了诚实和专业的咨询，这基于大量的经验。

让我们回顾1968年，Ivan Sutherland 和“达摩克利斯之剑”的故事，这得到了军方的支持，DARPA 也为这一研究提供了资金。自那时以来，军方似乎一直是支持 VR 研究界的一部分，但关于 VR 的一些应用和去一些会议（如 IEEE VR），我有机会与行业内的人讨论，比如航空航天和汽车行业，几乎自一开始就用 VR。虽然在九十年代经历了一阵激动人心的浪潮，但这个过程的后续和发展相对不透明，不少使用 VR 技术的公司出于专利、国防等原因比较隐秘。因此，我想从你的角度了解一下，在这些寒冬时期，人们如何使用 VR，具体有哪些应用？

让我谈一下，但首先我想提到你关于 Ivan Sutherland 和“达摩克利斯之剑”的历史观点。我认为这确实是近眼显示和头追踪的开端。另一个我想提的是 LINC 飞行模拟器。我将其视为 VR 的祖父，因为飞行模拟是最早的应用。我喜欢这个例子，因为最初的 VR 是交互式模拟，它不仅仅是观看某物，而是和它进行交互，并且需要某种形式的数据库或知识系统才能使其有趣。当时的飞行模拟器没有数字显示器，只有航空仪表。目标是教人们如何在云中飞行，依靠仪表来判断飞行。实际情况是，第一次很大规模使用飞行的时代是在第一次世界大战，当时人们发现飞入云层的飞行员生命期只有约 90 秒，因为他们会进入所谓的“坟墓螺旋”，然后开始倾斜飞机，进入陡峭的倾斜状态，稍微看一下仪表板，看到水平仪的姿态指示器显示自己处于倾斜状态，他们会试图纠正它。

但他们纠正的旋转速度，正好是他们的前庭系统能够感知到的结果。这样，他们反而会认为自己处于对称的反向倾斜状态，现在仪表显示他们在水平飞行。因此，他们更有理由怀疑仪表的准确性，最终他们会进入一种类似于飞行员诱导的振荡状态，实际上 90 秒到 2 分钟之内，他们就会处于无法控制的飞行状态。而这个飞行模拟器救了很多人的命。它的目的就是让他们理解不同仪表之间复杂的相互关系。

微软曾经有款很优秀的飞行模拟器，数年来使用，它的确是虚拟现实的一种强大形式，只是并不符合如今流行的沉浸式 VR 的要求。

至于客户基础，我们实际上参与军方项目很少，我们与军事承包商合作过，但并没有参与军方项目，我们没有安全许可，过去也从未追求过这一领域。但在我们的历史中，大约一半的客户项目实际上是公共领域，基本都是来自于政府资助的非军方项目，这些项目导致了多篇发表的论文。如果你在 Google Scholar 上搜索我们的公司名称或产品名称，会发现有数百篇使用我们技术的学术文章。这些研究领域包括人类对机械设备的控制，比如驾驶、飞行，以及人类与其他人类之间的互动。从 90 年代中后期开始，社会心理学家对使用 VR 与虚拟人进行人际沟通研究产生了浓厚的兴趣，这也是一个迅速发展的领域。

针对我们的客户，给你一个当前快照，简单易行的低挂果是建筑施工，因为大型项目已经数字化，资产已存于数字机器上，尽管有许多各个格式，这仍然是一个大障碍，但做大规模的 1:1 产品设计是可行的。我喜欢这么说，设计一个医院的手术室非常适合 VR，因为图纸已准备好，很容易尝试，并且这需要考虑 1:1 真实规模跟踪。你可以在虚拟环境中走动，推动东西，放置虚拟人，几乎可以模拟心脏搭桥手术中的剧院场景。这样的产品可视化切入点非常好，而不仅仅是建模一个洗发水瓶，这对通用虚拟现实基本上没有用处。

接下来我想说，我们日常合作的客户群体是市场营销，利用这项技术进行新电影的公关、新产品线的公关、以及新酒店宁都是非常现实的，过去几年我们就一直在这样做。接下来便是培训领域，在制造业中，有些公司正在生产大型拖拉机，他们的设计已经是数字化的，这部分很简单。培训涉及添加一些互动，因此这会稍微困难一些。最后，我们的主攻领域还是完整的研究市场，涵盖的内容非常广泛。

或许你能回顾一下近几年来的亮点，自从现代消费者 VR 革命开始以来，你对 VR 生态系统中存在的变化与进展有何见解？

当然。我第一次体验 Oculus Rift 时的反应之一，是它刚刚面向公众发布，我在奥兰多的一个展会上，大家都在排队体验。这是一个坐着的演示，有点像“毁灭”那种空间场景。我试了一下，几秒钟后就站了起来，展台的工作人员试图把我按回座位，我说不，我需要站着。那一刻我在墙边来回走动，摇晃得快要摔倒了。我告诉他们，你们不知道，这是我第一次有了 vection 的感觉，也就是我曾经研究过但从未亲身体验的虚构自我运动感（illusory sense of self motion）。这不是分辨率的问题，因为 Oculus 的分辨率并不算出色，可能是延迟、耳机的轻便性，但这真是一种美妙的感觉。我当时几乎要试图让自己摔倒。

之后我回到我们的展台，告诉大家，Oculus 正在改变游戏规则。我不完全知道是什么导致了这种变化，但我知道一些方面，一部分是手机屏幕的结合、陀螺仪、以及使用 GPU 进行失真修正的好主意，但某种组合使我们开始在办公室里探索这个方向。我们用简易的腰包和无线链路，让人有机会在仓库里四处跑动，这是在 2013 年的时候。我最大的眼光不是我在 VR 里获得了一些前所未有的感知现象，而是我能在虚拟环境中奔跑。我们有虚拟障碍物，我可以越过虚拟的坑，真正达到可以在 VR 中尝试运动的边缘，而不仅仅是坐在沙发上玩足球电子游戏。我实际上是在奔跑，能跟踪到其他人在 VR 中的位置，无论是运动迷还是运动教练，那种动作与多个人之间复杂互动的感知运动研究视角，让我感受到一种全新体验。

让我觉得兴奋的最后一点，就是社交 VR，我们的客户在 8-10 年前就开始做社交，即协作虚拟环境。但现在我们日常办公的方式变得不同。我已经不再只是站在外面，抓住他们的肩膀，指指点点，而是与他们在一起，共同参与体验，成为他们的主持人。这对客户和我来说都是一种完全不同的经历。我认为，某种程度上，VR的使用者大多数仅仅触及了冰山一角，这就是社交协作的一部分。

对 Vection 的讨论

有趣的是，当你谈到 Vection 时，我的理解是它是运动病的触发器，因此如果我有向前移动的感觉，但我的身体并没有真正移动，即使是高质量的视觉流通过，也可能会感到不适。你觉得是什么特别神秘的，或者是什么使之新颖？它是视场范围所致，还是有什么特别的地方？你如何描述这种 Vection 实际上是什么？

这有趣，你会觉得它像是运动病前兆。你有没有尝试过“淋浴帘 Vection 幻觉”？

没有，我没有，那是什么？

淋浴帘 Vection 幻觉是这样的，你坐在一张椅子上，周围有一个环形的淋浴帘，四周是黑白相间的条纹。这个实验是所有人都适用的，只需一个实体的淋浴帘。你开始以较慢的速度旋转淋浴帘，实际上你会感到自己坐着的椅子在旋转，而淋浴帘是静止的。这一实验不需要很多人来参与。如果你把速度稍微提高一点，那会造成非常微妙的静态感觉。

这一幻觉特别有效，因为旋转轴是垂直的，它和重力相平行。所以你实际上并不会与重力感知产生冲突。如果你通过凝视一个鼓，旋转轴处于横向平面，那么你会不断与体内的重力传感器冲突。因为你试图向上转，实际上会产生各种异样的感觉，通常会让人感到不适。而我认为我们在头戴设备中看到的问题是：直到 Oculus 的推出之前，我在耳机上获得的 vection 是非常微弱的。过去是那种平坦的显示器，我仰望着，但当时的感觉很微弱。

我认为视场可能是个因素，但并不是唯一的。实际上仍有为数不多的研究者在研究 vection。你甚至可以通过微小的窥孔获得强烈的 vection 感受，和你的信念状态有关。你必须相信自己是在看着一个几乎可以称之为“全方位空间”的视觉参考框架。因此，我对 Oculus 对我产生的影响感到非常诚实，我认为轻量化的特点和低惯性特征、头部运动的低阻抗以及显示器的轻便，都与此密切相关。

有趣的是，你认为这是否和触发运动病有关，因为会造成前庭脑干的失调？

我认为 vection 是检测运动病的一个方式，并且可能是触发因素。你可以在不同的方向上得到 vection。就像我之前说的，假如使用 vection 的运动方向与重力的方向冲突，比如在 VR 中做圆筒翻转，几乎可以肯定会导致生病。如果你是在垂直轴上旋转则可能少得多，但仍然有可能由此导致生病，因为某些遏制和分配的负担会与前庭半规管产生冲突。在虚拟环境中，早在 90 年代就有一种观点，如果想在大型虚拟空间中导航，比如使用摇杆，只使用摇杆进行前后移动，身体要物理性地左右旋转，以便让信号传达到你的前庭系统，以支持你所看到的内容。

WorldViz 的未来

关于 WorldViz，自 2002 年成立代以来，你们经历了寒冬，现在又迎来了消费者 VR 的繁荣，各种工具和服务在涌现。那么很想知道 WorldViz 如何适应，以便在新时期保持商业运作？

在许多方面，WorldViz 一直致力于将专业的虚拟现实技术带入非 VR 开发者的领域，我现在并没有看到这一点的变化。我看到目前有其他 VR 工具的提供者，游戏引擎现在变得极其流行与强大。它们可能非常流行，但并不一定对研究者、航空设计师和建筑师来说更具可访问性，因此很难构建真实模拟。相比十年前情况有所改善，但我认为仍有需求，让一个人能够在不需要任何真实背景的情况下使用这项技术。我们以某种程度保护他们免受自身错误的影响。例如，使用错误硬件或错误使用硬件。

所以，我认为我们目前正在探索的一个领域是骑在游戏引擎的上面，现在有一种有趣的动态。游戏引擎企业正在对其模型进行调整，以便让像我们这样的公司继续开发自己的模拟引擎，同时也可以在客户的需求时拥抱其他引擎。我们正在努力提供一种框架或结构，允许你以一种几乎类元的代码来编写虚拟体验，创造出一种抽象。我认为在这一点上，我们始终保持战斗力，让客户或消费者不必深入到 C++、Open GL 或 DirectX 的层面。我们一直相信，如果你试图快速原型，而不是在压缩每秒多边形数量上花时间，还是多关注研究才是更好。如果你想快速迭代，还是应该高速迭代，留给游戏行业去做这一点。

虚拟现实的潜力

那么，你认为虚拟现实的最终潜力是什么？它可能会促成什么？

哦，哇。你知道，我有时引用计算机科学家 Andy Van Dam 的话，虚拟现实并不是视觉现实。因此在许多方面，至少我们有四种感官，尤其是现在仍未得到完全利用。听觉是下一个容易实现的，谁知道如果我们有好的触觉模拟器，嗅觉和味觉能做到些什么呢？但更重要的是，VR 不仅仅需要模拟现实，我认为我们常常会困在这一点上，试图追求越来越逼真的渲染、物理基础的真实性，而不是探寻那些更不可能的可能性。而事情就是，这正好与我最初的根基相吻合，我使用 VR 来测试在现实中物理上不可能发生的情境，而当你把科学问题放入虚拟场景时，如果构建不可能的刺激，试图微调并探测人类的思维方式，我认为这也是 VR 最初给我们的巨大机遇。因此，关键是别被局限在VR的现实中。

结束语

太棒了！还有其他想说的未尽之话吗？

你知道，我在第一次尝试 Oculus 时，有一种激动的同时也产生了一种对未来的忧虑。我有两个小孩，这可能会成为这一代人的一种上瘾。我老实说并不太担心这个，因为我认为有更多建设性、积极的可能性，而总会有人担心这种媒介会带来下坡。但从我个人来看，我相信远不会是那种程度的看法。

感谢你的时间！

不客气，感谢你。

这就是 Andy Beal，他是 WorldViz 的首席执行官，自 1990 年以来一直在虚拟现实领域工作。

关于这次采访我有很多收获。首先，听到他对 Oculus Rift 的反应让我印象深刻。同时，vection 这个概念是如此难以捉摸，我本以为它在虚拟现实中普遍存在，但实际上这是相对较新的。我认为最引人注目的事情在于，它仍然有很多未知因素影响着这种感觉，这种感觉实际上就是你在移动，但身体却未真正移动，因此产生了一种轻微的错觉，这就像是一种光学幻觉。还有，在垂直和水平 vection 之间存在差异，这是我以前未曾经历过的。

Andy 提到的信念状态对 vection 的影响也让我感兴趣。他认为人处在虚拟世界中并感觉自己在运动，虽然并非真实的，在 Oculus Rift 中使用轻量化头戴设备带来的这种不同也让人感受到明显的不同。

同时，关于 VR 的历史及其应用不仅局限于学术界，其中很多来源可能来自于军方的研究，我对此极其关注。尽管如此，WorldViz 似乎依然在发展自己的定制跟踪解决方案，我很高兴听到 Andy 讲述他在 VR 中造访大型场所的经历，这让我看到了一种全新的可能性。在 VR Gatherings 这样的活动中，一些公司可能尝试更大的空间，实施虚拟运动等。我乐于看见未来出现 VR 背包等设备，让这些在真实世界中难以实现的运动能够在 VR 中得以实现。

非常期待能够看到更多人参与到这些实验中，从而给大家直观的感受。如同 Andy 提到的淋浴帘 Vection 幻觉，如果有机会在 VR Gatherings 中看到这个，我一定会很期待，欢迎大家一起体验！

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