1.2　虚拟现实的特点

总体来说，虚拟现实有三大特点，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interactivity）、构想性（Imagination），由于三者的英文名称均以字母“I”开头，因此又被称为I³特性（如图1-3所示）。除此之外，虚拟现实还具有多感知性（Multi-Sensory）这一大特点。这些特点的主要含义介绍如下。

1.2.1　沉浸感

“沉浸感”（Immersion）是出现在虚拟现实介绍中最多的一个词，的确，不论是电视还是电影，我们基本都是一个旁观者，即便剧情再精彩、游戏氛围再棒，从某种程度上来说我们都无法真正沉浸其中。虚拟现实则解决了这个问题，通过接近人类视角的头戴屏幕设备、头部及动作追踪技术，让你真正感受到虚拟环境的氛围。这种体验不仅仅可以用于游戏，还包括互动电影、商业活动（如看车、看房）或是一些平常无法实现的事情（旅行、探险）。

“沉浸感”的原理来自用户的高度注意力，因此其他的一些需要高度专注的行为，如看书、玩游戏等也会产生沉浸效果。当人们将注意力集中于书籍、电影或游戏当中时，过于集中的注意力会过滤掉所有不相关的知觉，从而进入一种旁若无人的状态。

美国伊利诺伊大学的感知学学者丹·西蒙斯曾经做过一个名为“看不见的大猩猩”的实验，该实验可以很好地用来说明沉浸效果。实验中，受试者被要求观看一段两组篮球队员在组内彼此之间相互传球的视频，并且要数出每组球员传球的次数，那么如果有一只大猩猩从球员之间走过（如图1-4所示），受试者是否会注意到呢？也许读者会想当然地认为肯定会，因为黑猩猩毕竟是一个很大的目标，出现在狭小的球场上肯定会引起注意。但是，实验的结果却让人吃惊，几乎有超过一半的受试者没有注意到他们的眼皮底下曾大摇大摆地走过一只黑猩猩。

在一个虚拟现实环境中，用户体验到沉浸感，也就是所谓的感觉到成为虚拟现实环境的一部分，同时用户也可以和他所处的虚拟环境进行有意义的交互，沉浸感和交互感的结合统称为临场感（Telepresence）。计算机科学家乔纳森·斯特尔（Jonathan Steuer）将之定义为“与直接的物理环境相比，个体处在这种间接的虚拟环境中，感觉到真实的程度”。

换言之，理想的模拟环境可以做到让用户在体验的过程中不自觉地全身心投入到计算机创建的三维虚拟环境中，甚至感觉不到虚拟环境与现实世界的差距，不管是视觉、听觉还是触觉，甚至是嗅觉、味觉等一系列的感官都能让用户觉得周围的一切都是真的，于是沉迷在虚拟的环境中。

1.2.2　交互性

在这里，我们可以先把“交互”这两个字拆开来看。字典里说，人与人相互来往联系称为“交”，而“互”的本意是指一种绞绳子的工具，引申为交错，表示动作或信息互相传递，而当这两个字连接起来后，这个概念就比较广了。一般来说，“交互性”（Interactivity）被运用于计算机及多媒体领域，并且多为2D交互。例如人使用计算机进行文字输入，所打出来的字就会输出在计算机屏幕上，通过人的眼睛进入大脑，这便形成了一个简单的交互行为。

而虚拟现实的交互性，事实上与计算机的交互性大同小异，都是人与物之间的互动关系，只是交互模式从2D跨越到了3D。例如，当人进入一个充满美味食物的虚拟场景中的时候，如果他想吃中间的某样食物，他可以走到食物的旁边，“拿”起它，甚至真的“吃”掉它；再举例，看《纽约时报》的“巴黎守夜”视频（如图1-5所示）时，该视频有一个线性叙事形式：随着黑夜变成白天，你倾听巴黎人详细讲述袭击的故事，然而在他们说话的时候，你可以四处走动，并且从不同角度探究事发地。

总而言之，在虚拟现实的世界里，你可以直接用手去触摸你所感兴趣的物体，而不是被动地去感受模拟场景中的一切，包括场景中物体的触感、重量等，你甚至可以让它随着你的手移动、摆放它的位置。这种可以置身于场景中，与场景内的物体进行交互和操作，并得到及时反馈的性质就叫作“交互性”。

1.2.3　构想性

虚拟现实的构想性（Imagination）可以充分体现在它在医疗、军事、工程等方面。例如，在医疗行业，医学家们经常先使用小白鼠做实验，再一步一步推导出该操作对人体有什么影响；而在手术方面，要么用小动物给初学者练手，要么在征得病人家属的同意下让新手进入手术室帮忙，条件的限制导致医学的学习和研究进步缓慢。而如果有了虚拟现实，就大不相同了。与传统开放式手术不同，医生手术不是看着人体器官做，而是通过内窥镜看着屏幕来做手术，如图1-6所示。

虚拟现实的设计者可以将手术所需人体器官通过几何、生理、物理的建模，变成高度仿真的数字化器官，医生在虚拟手术中进行操作，感觉就像在真实器官上进行手术一样，不但可以锻炼医生的操作能力，还能使医生在“实践”过程中加深对医术的认知，产生新意和构想，同时还可以采集个性化的病体器官数据，构建个性化病体器官模型，进行具体的手术规划和预演，从而大幅度改善手术效果，对医疗手术带来颠覆性影响。

过去，人们只能靠一次次的实务来得出问题的结果，被动地进行探索。而现在，人们可以在虚拟现实的世界里尽情研究，结合想象主动地去探索和接收信息，不必担心可能出现的试验资源匮乏和经费等问题。

此外，虚拟现实技术不仅能够创造出人类已知的模拟场景，还能够创造出你从未见过的、客观上根本不存在的甚至不可能发生的场景，从而拓宽你的认知范围。

1.2.4　多感知性

人处在生活中，可以感知到周围的一切，像闻到的花是香的，阳光是温暖的，等等。而在虚拟现实技术中，多感知性（Multi-Sensory）的要求指的是，除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还具有自然界中的听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。

像有些商家所宣传的9D电影，如图1-7所示，便是以虚拟现实技术为核心制作出来的，将视觉、听觉、嗅觉、触觉和动感完美地融为一体的电影。观众在观看电影时，不仅可以“触摸”到电影中的物体，还能“遭遇”刮风、下雨、雷电等场景，如影片内在播放下雨的场面，影片所做的环境特效便能让观众感到有雨淋在身上；电影中刮起了风，观众便同步感觉到有风吹来；电影中起了雾，观众也感觉到有雾在身边弥漫……让人身临其境，妙趣横生。

理想型的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能，达到让用户所感知的世界与现实无异。但由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。