《机器猫》与虚拟现实

在深受孩子们喜爱的日本动画片《机器猫》中，编导者们使用了种种神奇的道具，例如只要把竹蜻蜓的小翅膀插到头上就可以在空中飞翔的“竹翅”；只要把门打开就可以到国外或宇宙去旅行的“通往各处的门”等等。其中特别值得一提的是一件可以观赏模拟风景的道具。它是为一位不能跟随父母一道去旅行的少年（机器猫的好友）而设置的。这个道具可以把家庭变为旅馆，使人观赏到那里的景物，给人一种身临其境的感觉。

这里采用的是美、日等国正在研究开发的一种被称为“虚拟现实”（亦称“人工现实”）的模拟体验技术。

所谓“虚拟现实”，是一种运用传感器和电子计算机而体验假想的现实感觉的系统。人们在体验时，头上须戴一个叫做HMD的类似潜水镜的东西，耳朵上戴一副耳机，眼前左右各放置一个小型显像管，利用配备了各种传感器的数据手套和数据鞋，把人的指令输入到电子计算机中去。这样，人的手一动，显示器上出现的手也会同自己的手一样地动起来。同时，眼睛的动作也可以输入计算机，只要视线一移动，显示器马上便可相应地发生景色的变化。通过边看、边走、边触摸、边操作，人们犹如置身于电子计算机图像世界一样地感受到它的影像和声音，体验到一个由电子计算机创造的人工世界。

以日本松下电气公司首次开发的现代化厨房模拟体验系统为例，利用这个系统，人们仿佛进入一个假想的“人工厨房”，可以设计出自己喜爱的种种现代化厨房设施和配套炊具。

这个厨房模拟体验系统由帽式图像显示器、数据手套、磁传感器、收集数据用计算机、显示图像用计算机和1台主计算机构成。

帽式图像显示器的内部安装了供左、右眼用的两个液晶彩色显像管和检测头部活动的磁传感器。主计算机根据磁传感器送来的头部活动的数据，产生两幅由左右眼视差不同而形成的图像，分别在显示用计算机上显示出来。这种三维立体图像，可以根据头部活动的数据而随时变换周围景色。

数据手套由磁传感器和光学纤维束组成，它可以检测出手和手指的活动情况。“虚拟现实”中的“手”需要同自己的手连动。磁传感器能够测出手在空间的位置和方向；光学纤维束能够测出手指弯曲的角度。如果使用普通纤维束，当数据手套弯曲时，就会发生光向外泄露的现象，而使用光学纤维束则很少漏光。根据光通过光学纤维束的量，由主计算机计算出手指关节活动的角度，并显示出来。

通过上述几个部分的协同工作，将给予人们以下全新的体验：

首先是空间的体验。人们可以体验到厨房的高度、前后左右的间隔、距离等，从而在厨房施工之前，就可以知道炉灶的高度、炉灶与橱柜的距离、橱门打开时占去的空间以及天花板的高度等。

其次是操作的体验。可以获得开门、打开自来水龙头等具体操作的感受。

再次是活动的体验。在人工厨房里，人们可以来回走动，从各种不同的角度和高度来观察，对各种设施如炉灶和橱柜等的配置具有真实感。

总之，人们可以根据自己的条件，创造一个自己喜爱的人工厨房的假想三维空间。

日本松下电器公司之所以首先设计和开发模拟厨房系统，是因为该系统包括了丰富的数据。随着虚拟现实技术的发展，不仅可以设计出现代化模拟厨房系统，而且可以设计出整个住宅的布局、公共汽车的组装以至喷气式飞机的模拟操作系统等，使人们在事先就能得到种种如同身临其境一样的感受，从而使各种工程设计，最大限度地做到精确、科学和合理。