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天下文化首頁 主題 財經企管背後技術解析!科技大廠紛紛投入的「元宇宙」將如何構築我們的未來?
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2021.11.03
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《巨科技》集結二十位第一流的趨勢專家,各就所長,構思出未來的科技社會發展方向。這本巨作,謹獻給願意接...
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背後技術解析!科技大廠紛紛投入的「元宇宙」將如何構築我們的未來?


背後技術解析!科技大廠紛紛投入的「元宇宙」將如何構築我們的未來?_img_1
圖片來源:pexels

軟硬體與人體融為一體

正當真實世界與虛擬世界愈來愈緊密相連,數位科技將更深入我們的生活,也很可能會直接進入我們的身體。

才僅僅是20年前的光景:就算是宅到不行的技客(geek),預設模式也是離線。要上網得要有網路可以連線,就像汲水時要先走到村莊裡的水井前面。

早期為了要上網,必須使用數據機,一旁放的是高高直立的桌上型電腦,使用者必須等電話號碼撥完,聽著「逼逼」、「噗嚕噗嚕」的聲音,耐心等待連上線。如今在這個物質豐饒的世界,網路包圍著我們,無線網路與行動網路遍地皆能取得。從預設為離線的世界到預設為連線的世界,這之間的轉折卻並未有太多人評論;畢竟流水不再流動時,才會受到注意。


在往後的幾十年間,我們用來上網的裝置也會發生類似的狀況。這些裝置將會消失。坐著面對電腦或是低頭狂滑手機,以後也會像是要手動連線至網路一樣,讓人覺得好落伍,「電腦」一詞更將從日常詞彙中消失。如果生活周遭任何事物,都能執行電腦運算,電腦的角色為何?


之所以會造成這種變化,原因是虛擬實境(VR)技術、擴增實境(AR)技術、以及與雲端互動相關的技術,都取得了大幅進步——到時候可能不會稱作「雲端」,或許合稱為「世界」了?人類行為會出現改變,而且改變幅度遠比智慧型手機及網路帶來的改變還巨大。個人科技真的會與人融為一體

虛擬實境空間

不妨從虛擬實境開始說起。虛擬實境最厲害之處(在人類豐富的通訊發展歷史中,虛擬實境最為突出的地方),即為「存在感」,這是一種發自內心、深深覺得自己「存在於此」的感覺。體驗過虛擬實境的人,回憶起當時處於那個空間的感覺,就像是他們實際拜訪過的地方,不像是從螢幕上看到的,即便那個空間本身解析度低,而且明顯看得出是由電腦生成的世界。現今,虛擬實境仍讓人嘖嘖稱奇,但到了2050年,則會是全世界最理所當然的事情。

存在感會帶來什麼效益?首先可以應用在休閒娛樂上。不用到2050年,西方世界的民眾就可以舒舒服服坐在自家沙發上,參加演唱會、觀看運動賽事。花費也不用很多——3D版的電影只比2D版的電影貴上一些,願意付大筆錢觀看比賽及參加其他活動的人,未來都付得起虛擬實境版的娛樂活動。

要是有更多人加入,裝置的價格還會下降。成本一旦下降,裝置的體積也會變小。第一代的虛擬實境裝置,是由該領域先驅「虛擬程式語言研究」(VPL Research)公司研發的,體積相當龐大,有許多拉拉雜雜的電線、資料手套、還有厚重的頭戴式裝置,看起來像是機械章魚吸附在穿戴者的頭頂。

如今,虛擬實境裝置可分為兩種形式。較為簡易的一種,能與智慧型手機搭配,例如三星的Gear VR或谷歌的Cardboard(直譯為紙板,實際上真的是一片紙板)。另一種是Oculus Rift或宏達電的Vive,有內嵌式顯示器,但必須仰賴外部處理器(通常是電腦或遊戲主機)。2050年到來時,即使是耗能最高的裝置,也一定不需要外部處理器,而且會比現在的裝置更輕更小。

虛擬實境的第二種初期應用方式是電玩遊戲。玩家一直都得使用更快的處理器、更好的螢幕、以及更可靠的連線,心甘情願掏出一堆錢,享用最前衛的科技。玩家面對虛擬實境,也會秉持一樣的態度,因此就成了新產品第一個市場,製造商有了樣本群體可以測試新構想。俄羅斯方塊推出後,這33年來,電腦遊戲變得栩栩如生(怪可怕的),操作超級繁雜,電腦圖像精細程度勘可比擬預算驚人的超級英雄動作電影。到了2050年時,又是另一個33年過去,電腦圖像的改善速率只會愈來愈快。

這些發展初期就獲得市場肯定的技術,未來也能運用於其他領域:醫師可以遠端檢查病人;免疫功能低下的孩童可以上學,不用害怕遭傳染;工廠督察使用遠端機器人,就可以檢查產品;軍方可以用來訓練士兵熟悉異地地形;商業談判時,可以清楚看見對方每個焦躁不安的小動作……林林總總,範圍廣泛。

不過一旦更深入探究,虛擬實境更讓人心動。紐約大學教授珀林(Ken Perlin)設計的程式Chalktalk,勾勒了未來圖像。Chalktalk是一個虛擬的平板,使用者可以在上面畫畫,不管是圖形、圖表、電腦編碼、還是數學方程式,能在實體黑板上畫的,都可以畫。唯一的不同是畫出來的圖形會變成立體物件,方程式則會運算,編碼可以執行。

在一次測試中,珀林試畫了一只擺錘,並讓擺錘左右擺盪。擺盪的幅度可以測量,並繪製成圖表,而這圖表也是自動畫出來的。另一次測試中,他畫了一個圖表,圖表立刻轉成3D立體圖。還有一次,他畫了一只瓶子,並加以修飾,最後成為一個結構完整的3D物件。

短短1、20年後,你只要起身到外面買杯咖啡,回來後,家裡的3D列印機就已經列印好你需要的物件。這些顛覆傳統的構想,其實利用電腦螢幕及既有技術,便已經得以實現。至於類似構想的進階版本,也不難想見,將可用在虛擬實境中,不管是教學、協作、企業營運,或是還沒有人想到的領域,都可以拿來應用。

擴增實境世界

如果虛擬實境因為存在感而顯得不同凡響,那也會因為存在感而處處受限。這時就輪到擴增實境登場了。虛擬實境必須設置在一個隔離的空間,以免你撞到牆壁或咖啡桌,擴增實境卻是針對室外環境而設計。擴增實境是用來搭配智慧型手機,虛擬實境則是用來搭配桌上型電腦。

無獨有偶,光看現有的技術,就可以預測未來可能發生的事情。飛行員好幾年前就已開始用「抬頭顯示器」,資訊會投射至駕駛艙前方的玻璃,或投射至頭盔前方的面罩。現在愈來愈多車子的擋風玻璃,也會顯示資訊。這些是擴增實境最原始的形式,稍微進階一點的版本是Google Glass(谷歌眼鏡),戴上去像普通的眼鏡,一對鏡片的上面會顯示資訊。但顯示的資訊只局限在一小塊方框內,比起離眼睛一小段距離、要用手拿著的螢幕,也才好上一些些而已。

總部位在佛羅里達州的新創公司魔力躍境(Magic Leap),推出的技術更先進,能讓虛擬的3D立體影像呈現在你眼前,而且與周遭的真實物體沒有不協調的感覺。不過這也只是為了創造出一時的新奇感,魔力躍境公司創造的太陽系模型就是一例,它不是將實用資訊疊映在真實世界中。確實,這也是擴增實境比虛擬實境還棘手的一點:眼鏡不只得顯示出資訊,還得製圖;得瞭解實體世界,還得偵測出景深與距離,且要消化資料以辨別正在觀看的東西,最後在正確位置上放置物件。

到了2050年,這些工作就會成為常態。在更先進的社會中,擴增實境眼鏡將會取代智慧型手機,除了排斥新科技的人,大家都會戴上這種眼鏡。

建議路線,不再是智慧型手機平面螢幕上那些藍藍的線,而會直接在你眼前的街道上指明方向。餐廳的菜單會顯得多餘;經過餐廳時,所有餐點都會呈現在你眼前,還有真實影像投射出來,冒出熱騰騰的蒸氣。和外國人聊天時,眼前可以同時看到翻譯文字。水電工也可能會失業;如果你要修理堵塞的水槽,眼前會馬上看見詳細的修繕說明,直接疊映在出問題的水管上。公車不需要顯示任何資訊;眼鏡會告訴你公車號碼、目的地、路線、以及到站時間,而且是以你選擇的語言顯示。你再也不會忘記誰誰誰的名字;和認識的人交談時,對方所有資訊都會在他們的臉旁閃現。商店不再需要招牌;市府機關可以拆除有礙市容的標示與看板。

21世紀初期的視覺混亂現象將不復見,周圍只有原生的環境,我們看到的都是我們必須知道的,別無其他。我們也將能決定自己想要看到何種程度的現實。幾乎都是?或是愈少愈好?如果我們想要的話,也可以漫步在14世紀的街景中,但仍然可以享用21世紀的先進科技。世界上不會有兩支同樣的智慧型手機,因為每位使用者開機後,會設置不同的應用程式、捷徑、聯絡人;一開啟手機,世界就會展現不同的面貌。

這聽起來或許遙不可及,但你可以想想,現在許多報章雜誌不再推出紙本,倫敦的公車不再接受現金付費,街上的計程車沒有招牌、只能透過應用程式叫車(由此可合理推斷,沒有智慧型手機的人,也招不到計程車),而這一切,距第一支iPhone問世也才不到10年。

不再是天方夜譚

至少25年前,就有人預測虛擬實境技術會出現了。最近再掀起一波對虛擬實境的矚目,最主要是因為2014年,臉書以20億美元買下虛擬實境新創公司Oculus,又讓世人想起1990年代初期的那種樂觀心態。但是,現在的時代不一樣了,原因可歸納出幾項。

第一,目前使用電腦的人比以前多了好幾倍,願意吐出大筆鈔票買最新玩意的人,也比以前多了好幾倍。

第二,依大多數標準來看,須付費的金額只有一點點。1990年虛擬實境頭戴式裝置的原型機,要價將近一萬美元,2016年,Oculus Rift要價則為599美元。不到10年,價格應該還會下降一個數量級。到了2050年,這種裝置會變得相當平價,幾乎人人皆有之,不會只是富人的玩具。

第三,虛擬實境不再只是矽谷技客的專屬物品,每間大型娛樂產業公司都會用來設計內容。愈來愈多電影節,區分出虛擬實境的獎項類別;遊戲製造商不斷推出虛擬實境系列的作品。在1990年代早期,如果提到是否需要使用新技術,電影公司的大家長應該會說「有需要嗎?」——當時在美國電影學院負責技術工作室的迪馬提諾(Nick Demartino)如此回想當時的情況。現在的情況卻是,他說,大家深怕自己跟不上。

第四個應該樂觀的理由是:虛擬實境需要的技術算是很實在了,不會像天方夜譚。網路幾乎隨處都可連線,處理器價格低又數量多,高解析度的顯示器也已上市好幾年了。
但要讓虛擬實境發揮所有效能,技術還需更上層樓,不僅需要循序漸進,也需要大幅躍進。

電腦會在我們身體之中

放眼未來,科技必須取得大幅進展,2050年時,虛擬實境才能完美銜接擴增實境

我們可能會嘗試製造鑲嵌了感測器的手環,或是埋藏電路的衣服。隨著時光流轉,科技會愈來愈接近我們的身體,最後則會在身體內找到藏身之處。一開始進入身體的,是隱形眼鏡。隱形眼鏡使用的擴增實境技術目前已經出現,只是很初階;三星2016年就申請了智慧隱形眼鏡的專利。

從隱形眼鏡到替換眼睛的水晶體,其實也才一小段路。未來可能只需要動個簡單的小手術,就可以把眼睛的水晶體替換成更優質的人工水晶體,或許在出生時就可以直接動手術了。而既然我們野心愈來愈大,為什麼不直接把整顆眼球,替換成所有能發揮擴增實境效用的工具呢?沒錯,一旦人類愈來愈能接受植入式裝置,科技就更順理成章的進入我們的體內,或許最後演變成連大腦裡都要植入科技產品。

這是我們接收資訊的新方式,但是我們要如何傳輸資訊呢?史匹柏(Steven Spielberg)執導的電影《關鍵報告》(Minority Report)是改編自狄克(Philip K. Dick)的短篇小說,於2002年上映。電影裡建構的未來世界中,電腦是玻璃面板,須透過手指碰觸以及姿勢擺動,才能操縱。

這種景象已經成真,在玻璃螢幕上動動手指,早已成為平常輸入資訊的方式,而且連嬰兒也可以學會。職稱為「先進互動顧問」的賀利格斯達(Dale Herigstad)也參與本片的未來感介面設計工作,但他覺得他當時設計得還不夠完美。如果有一大塊閒置的平面可以充當帆布來投影、畫圖,那還需要大螢幕做什麼?

2050年時,用玻璃螢幕當作顯示器,應該會看起來很老派;若你還老想著要怎麼把鍵盤淘汰掉,別人會以為你來自上古時代吧。谷歌目前正投入一項稱為Project Soli的專案,是以雷達感應手指的動作;概念是平時一些很自然的動作,例如轉動收音機的旋鈕、或按下按鈕,以後不需要實際的旋鈕或按鈕,你也可以轉動或按下。賀利格斯達認為,人類會創造一種類似手語的溝通語言,以全新的文法、語彙來和機器溝通,這種語言會讓人感覺很自然,就像在智慧型手機螢幕上往左滑一樣(智慧型手機螢幕10年前根本不存在)。

又或者,到了2050年,機器將得以直接探測我們的腦波。這並不像表面聽起來那麼遙不可及,目前至少有一家叫「意模提」(Emotiv)的公司成立,主要開發其所稱的「腦機介面」。未來再過一段時間,我們只要看一看、眨個眼,就能控制物體。這種應用方式所需的技術也正在開發,而且真的順利運作了,只是還很初階,稱不上成熟。

還有第三種,對於虛擬實境來說也很重要的技術,屬於顯示及輸入之外的範疇:觸覺回饋(或稱實體回饋)。觸摸智慧型手機的螢幕會令人感到滿足,因為按壓下去後,會感覺到一塊硬玻璃的抗力。對著空氣畫圖形可能也會成功,因為有視覺線索。但如果是需要身體知覺的動作呢,像是握手?20年前,答案可能會是資料手套,但未來的答案更好。虛擬實境領域的先驅德拉潘亞(Nonny de la Pena)認為,我們聽不見的聲音,正是觸覺回饋的答案。

聲音是以聲波傳遞,參加過搖滾演唱會的人都可以證實,在現場確實可以感覺到貝斯聲在人群間震動。使用正確的頻率,在正確的角度調音高,聲音也可以提供觸碰某物的感受,與幾公尺以外的虛擬世界的朋友握手,也可以感覺得到。

上述所有系統都不需要獨力完美運作,也不可能會適合所有情境;但只要共同配合,再搭配目前還沒想像到的技術,就能構築新的世界。電腦再也不是我們到處帶著走的物品,電腦會無所不在,也會在我們身體之中

【書籍資訊】
《巨科技》
背後技術解析!科技大廠紛紛投入的「元宇宙」將如何構築我們的未來?_img_2
出版日期:2018.04.30