新型眼鏡表現真實空間里的虛擬三維全息圖像
頭戴科幻感十足的黑色“眼鏡”，一個一身黑衣的男子踱步到舞臺中央，他面前擺著一張空無一物的方桌。
就在這張小小的方桌上，他當著在場幾百人的面，表演“憑空造物”。
這不是黑魔法，他也不是“造物之神”，而是一位工程師。在6月15日舉行的美國E3游戲會展上，他成功地把游戲中的虛擬仙境“搬到了”舞臺中央的方桌上。隨著工程師的指令，一個有山川、城堡、樹木的世界在桌上誕生，看起來觸手可及。
“創造一個世界?！碑斔届o地念出這句“咒語”時，現場爆發出掌聲和驚嘆。曾經的科幻場景，現在變成了科學事實。
我在火星上邁了一步，真實到我雙腿打顫
“憑空造物”的秘密，藏在工程師頭戴的“眼鏡”中——微軟的*新產品，HoloLens。
它是世界上第一款，也是目前唯一一款獨立的“全息計算機”。能讓使用者在真實物理空間內，看到虛擬的三維全息圖像，并與之互動，因其“魔法”般的酷炫功能，被戲稱為“黑科技”。
在今年1月亮相后，它引起了持續關注。來自各地的記者在春寒料峭時節涌到西雅圖的微軟總部試戴機器。到了夏天，E3展會上的游戲玩家又為它的“魔力”沸騰。
“創造一個世界?！惫こ處煂χ矍翱湛盏淖烂嬲f，一團流沙般的白色物質隨即從桌子中心涌出，迅速擴散，然后均勻地鋪滿了桌面。
很快，沿著桌邊，一圈圍欄又“長了出來”，“沙地”中心隨即塌陷，一個奇妙的世界從桌底緩緩升起，展現在眼前的是陡峭的懸崖、宏偉的城堡和蔥蘢的樹木。一切如樂高積木，有著實物的形體，但它們又全是光的幻象。
記錄這神奇一幕的視頻在YouTube上被全球觀眾點播了270多萬次，一條得到數百次點贊的評論寫道：“快拿走我的錢！”
賺大眾的錢，微軟還不急。短期內，他們瞄準的，是一些“更嚴肅的事業”。*先用上這款產品的可能是建筑師、醫學生和宇航員。
正如工程師在一張小桌上構造虛擬建筑，真正的建筑師也能通過這款產品，直接在現實空間構造虛擬的三維建筑模型，并快捷地修改其形狀和大小。
通過與凱斯西儲大學和克利夫蘭醫學中心的合作，該團隊在醫學教學領域也開發出了創新性的應用。
無需進入解剖室，也無需劃開誰的皮囊，在整潔的教室里，戴上這款產品的學生，輕盈地在空中一點，一個三維人體就會出現；手指再橫向一撥，人體一分為四，其他三個“分身”是血液系統、骨骼和肌肉組織。
學生還可以從骨架中抽出一根，把它“折斷”，以觀察不同的骨折情形。心臟等器官也可被單獨抽出，并被剖開，好讓學習者觀察其內部結構。同理，這款產品也可以用來觀測化學分子結構、DNA結構、建筑和雕塑。
對等不及想試戴它的人來說，《連線》雜志記者杰西·亨佩爾是另一位值得羨慕的人。去年10月，她就見到了還未發布的原型機，是第一個試用HoloLens的“外人”。
在一個秘密的地下實驗室里，每個房間都在測試產品應用。其中，讓亨佩爾*難忘的“魔法房間”是“火星”。
她打了一個向上的手勢，一下子，就“實實在在地踏上了火星”。
隔壁房間的NASA(美國宇航局)科學家杰夫·諾里斯也加入了她的“火星探索”。他與微軟的團隊一同開發了此應用。
“他出現在我的視野里，是一個金色的三維人形。”亨佩爾說。
這涉及HoloLens的一項重要功能：不同使用者之間的遠程交流。
諾里斯能看到亨佩爾眼中的世界，而在亨佩爾看來，“人偶諾里斯”的眼部會射出一道虛線，指向他正在觀察的物體。
順著這道虛線，亨佩爾蹲下來檢查一塊巖石碎片，通過幾個手勢，她向“好奇號”探測器發出指令，搜集這塊沉積物。在未來實際的太空探索中，宇航員將能借助這款產品控制真實的探測器。
這是除了“與全息圖像互動”“多人遠程合作”外，該產品的另一個重要應用方式：通過融合虛擬與現實，實現新型的人機互動和人與環境的互動。
回想起這次火星漫步，亨佩爾字里行間透出激動：“我在火星上邁了一步，這實在太真實了，以致我雙腿打顫?！?/span>
這些技術的實現，都有賴于強大的計算能力，“全息處理器”(HPU)，每秒可以傳輸兆兆字節(2^40字節)的數據
令普通人震驚到“雙腿打顫”的HoloLens，在科學界看來，并不新鮮。其背后的“增強現實技術”歷史悠久。
近100年前，增強現實技術的雛形就已出現，其*早應用是一戰時的一種殺人利器——光學瞄準圈。這種投射在戰斗機座艙罩上的虛擬光環可以自動修正，鎖定敵機。
就功能和原理而言，HoloLens也不新鮮。其實早在1968年，頭戴“機械章魚”一樣的巨大設備，冒著被“燒腦”的風險，人類就第一次在現實空間里看到了虛擬的三維圖像——雖然那只是一個透明的立方體邊框。
國內“虛擬現實”領域專家、浙江大學CAD&CG(計算機輔助設計和高級繪制語言)國家重點實驗室教授鮑虎軍介紹，長久以來，限制增強現實技術發展的主要是計算能力和算法，及如何做出更小更輕的硬件。微軟的這款新產品之所以能引起轟動，在于它在一個沒有外連線路的輕量硬件內，集成了“顯示”“跟蹤與識別”“交互”和“計算”等多種技術，通體也就一副滑雪眼鏡大小。
“顯示技術”能使我們看到虛擬的三維全息圖像。這是一場“光的魔術”——全息圖像其實是設備自身投射的光線，這些光線通過該產品鏡片中的數層彩色透鏡，*終抵達眼底，讓大腦以為看到了真實的物體。
僅有“光之魔法”還不夠。和營造虛擬環境的“虛擬現實”技術不同，增強現實技術還需要天衣無縫地融合虛與實。這就需要識別和跟蹤技術?！白R別”指識別現實空間，以保證虛擬物體落在正確的位置；跟蹤，則是跟蹤使用者的移動軌跡，以保證使用者在移動時，眼中的“光之幻象”能處于固定位置。
在具體運行時，該產品會先用深度攝像頭收集真實空間的信息，這種攝像頭能獲取標示了真實物體到攝像頭距離的“深度圖”。接著，“同步定位與建圖系統”會用多張深度圖，疊加成完整的三維場景。如此，在E3會展上，那位演示者才能把游戲場景不偏不倚地搬到小桌上。
以上所有技術的實現，都有賴于強大的計算能力。除了一般計算機擁有的“中央處理器”(CPU)和“圖形處理器”(GPU)，這款產品中還內置了一個微軟自己研發的“全息處理器”(HPU)，每秒可以傳輸兆兆字節(240字節)的數據，是該產品的核心部件。
為了配合使用者的移動，打造環繞聲效果，并實現“眼神”“手勢”“語音”等多種互動方式，該產品中還裝載了許多其他傳感器，它們都不露聲色地藏在其流暢的外表下。
如今，在各類科技大會上，HoloLens屢屢成為焦點。為了拍好它，記者爭相踮起腳尖，或單膝跪地。相比于前輩“機械章魚”，它美得像一個皇冠。
HoloLens還能做什么，全球開發者來定
14個月前，沒有皇冠，也沒有咔咔的閃光燈，在西雅圖微軟游客中心的地下室里，*初的原型機被各種線路纏繞，像一個臍帶未斷的胎兒。
當時，正在此等待微軟新任總裁薩提亞·納德拉的HoloLens團隊緊張不已。他們對產品本身很有信心，但也擔心，正著手削減開支的納德拉會因風險過大或過于超前，選擇讓這個小怪物“流產”。
可是，當納德拉透過鏡片看到貼合在真實物體上的三維圖像后，他馬上說：“這正是我們要做的事?！?/span>
從那時起，這臺原型機斷掉了一根根有形的“臍帶”，逐漸向“純粹”“優雅”進化。但納德拉知道，要使這款產品茁壯成長，還需要另一種“無形的臍帶”——一個面向全球、吸納更多應用開發者智慧的平臺。
在隨后的會議中，納德拉和HoloLens項目的研發負責人亞歷克斯·吉普曼一致同意，為了方便開發，應該讓這款產品融入人人熟知的Windows操作系統。
4月29日的“微軟開發者大會”上，吉普曼不再緊張，而是微笑著感嘆：“能存在于此刻，我是多么幸運，不同的技術正在各就各位。”
這位留著齊肩中長發的發明家，身材清瘦，帶著一種使人愉悅的笑容，正鼓動到場的開發者為他的產品生產內容。也就是說，HoloLens還能怎么玩兒，將由全球開發者來決定。
對開發者來說，一個好消息是，微軟已在Windows 10中內置了支持這款產品的“應用程序接口”(API)，其開發語言，將與Windows系統的已有框架相似。
微軟還專門為它啟動了一個有獎學術項目，以“了解全息計算機的社會角色和可能的應用方式”。獲獎者將獲得兩臺HoloLens和10萬美元獎金。
中國IT論壇上，也有人躍躍欲試地問道：“成為HoloLens開發者需要什么技能？”
鮑虎軍告訴中國青年報記者，要制作這種增強現實設備能使用的內容，目前的代價仍很高。降低內容生產成本，是一個難點，同時也是一個很有前景的領域。
他同時認為，短期內，這款產品不適合普通消費者，因為“識別技術”也是一個難點，在隨機場景內，該產品也許不能如演示中那樣，對真實房間進行準確建模。
這款新產品需要解決的問題還包括視野較小。據試萬視達介紹，在側頭或向下看時，視線容易游離出它的“魔法場”。
續航能力和充電速度也是問題，要替代目前的智能手機終端，這款產品要保證數小時以上的續航。
至于價格，在《紐約時報》5月的一篇報道中，一位微軟高管說，它會比售價超過400美元(約2400元人民幣)的游戲設備貴很多，但“很多”是多少，目前仍未知。
可以確定的是，微軟已宣布，在2016年推出這款產品的企業版；納德拉還聲稱，在Windows 10的時間框架內，將推出消費者版。
近100年過去了，用于戰斗機瞄準圈的技術，如今化身增強現實的酷炫設備。不遠的將來，它真能啟動那句令人沸騰的“咒語”嗎？——“創造一個世界！”
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