戴上这副“魔镜”，造物吧！

程曼祺

头戴科幻感十足的黑色“眼镜”，一个一身黑衣的男子踱步到舞台中央，他面前摆着一张空无一物的方桌。就在这张小小的方桌上，他当着在场几百人的面，表演“凭空造物”。

这不是魔法，黑衣男子也不是“造物之神”，而是一位工程师。在6月15日举行的美国E3游戏会展上，他成功地把游戏中的虚拟仙境“搬到了”舞台中央的方桌上。随着工程师的指令，一个有山川、城堡、树木的世界在桌上诞生，看起来触手可及。

“创造一个世界。”当他平静地念出这句“咒语”时，现场爆发出掌声和惊叹。曾经的科幻场景，现在变成了科学事实。

“凭空造物”的秘密

“凭空造物”的秘密，藏在工程师戴的“眼镜”中——微软的最新产品，HoloLens。

它是世界上第一款，也是目前唯一一款独立的“全息计算机”，能让使用者在真实物理空间内，看到虚拟的三维全息图像，并与之互动，因其“魔法”般的酷炫功能，被戏称为“黑科技”。

在今年1月亮相后，HoloLens引起了持续关注。来自各地的记者在春寒料峭时节涌到西雅图的微软总部试戴机器。到了夏天，E3展会上的游戏玩家又为它的“魔力”沸腾。

“创造一个世界。”工程师对着眼前空空的桌面说，一团流沙般的白色物质随即从桌子中心涌出，迅速扩散，然后均匀地铺满了桌面。很快，沿着桌边，一圈围栏又“长”了出来，“沙地”中心随即塌陷，一个奇妙的世界从桌底缓缓升起，展现在眼前的是陡峭的悬崖、宏伟的城堡和葱茏的树木。一切如乐高积木，有着实物的形体，但它们又全是光的幻象。

记录这神奇一幕的视频在网上被全球观众点播了270多万次。

正如工程师在一张小桌上构造虚拟建筑，真正的建筑师也能通过这款产品，直接在现实空间构造虚拟的三维建筑模型，并快捷地修改其形状和大小。

通过与凯斯西储大学和克利夫兰医学中心的合作，该团队在医学教学领域也开发出了创新性的应用。

无需进入解剖室，也无需划开谁的皮囊，在整洁的教室里，戴上这款产品的学生，轻盈地在空中一点，一个三维人体就会出现;手指再横向一拨，人体一分为四，其他三个“分身”是血液系统、骨骼和肌肉组织。

学生还可以从骨架中抽出一根，把它“折断”，以观察不同的骨折情形。心脏等器官也可被单独抽出，并被剖开，好让学习者观察其内部结构。同理，这款产品也可以用来观测化学分子结构、DNA结构、建筑和雕塑。

戴上魔镜，踏上“火星”

对等不及想试戴它的人来说，《连线》杂志记者杰西·亨佩尔是另一位值得羡慕的人。去年10月，她就见到了还未发布的原型机，是第一个试用HoloLens的“外人”。

在一个秘密的地下实验室里，每个房间都在测试产品应用。其中，让亨佩尔最难忘的“魔法房间”是“火星”。

她打了一个向上的手势，一瞬间，就“实实在在地踏上了火星”。隔壁房间的美国宇航局科学家杰夫·诺里斯也加入了她的“火星探索”。他与微软的团队一同开发了此应用。“他出现在我的视野里，是一个金色的三维人形。”亨佩尔说。

HoloLens投射新闻信息流

HoloLens模拟游戏

HoloLens辅助3D建模

HoloLens收看视频和查看天气

这涉及HoloLens的一项重要功能：不同使用者之间的远程交流。

诺里斯能看到亨佩尔眼中的世界，而在亨佩尔看来，“人偶诺里斯”的眼部会射出一道虚线，指向他正在观察的物体。

顺着这道虚线，亨佩尔蹲下来检查一块岩石碎片，通过几个手势，她向“好奇号”探测器发出指令，搜集这块沉积物。

在未来实际的太空探索中，宇航员将能借助这款产品控制真实的探测器。

这是除了“与全息图像互动”、“多人远程合作”外，该产品的另一个重要应用方式：通过融合虚拟与现实，实现新型的人机互动和人与环境的互动。

回想起这次“火星漫步”，亨佩尔字里行间透出激动：“我在火星上漫步，这实在太真实了，以致我双腿打颤。”

魔镜背后的技术并不新鲜

令普通人震惊到“双腿打颤”的HoloLens，在科学界看来，并不新鲜。其背后的“增强现实技术”历史悠久。

近100年前，增强现实技术的雏形就已出现，其最早应用是一战时的一种杀人利器——光学瞄准圈。这种投射在战斗机座舱罩上的虚拟光环可以自动修正，锁定敌机。

就功能和原理而言，HoloLens也不新鲜。其实早在1968年，头戴“机械章鱼”一样的巨大设备，冒着被“烧脑”的风险，人类就第一次在现实空间里看到了虚拟的三维图像——虽然那只是一个透明的立方体边框。

“显示技术”能使我们看到虚拟的三维全息图像。这是一场“光的魔术”——全息图像其实是设备自身投射的光线，这些光线通过该产品镜片中的数层彩色透镜，最终抵达眼底，让大脑以为看到了真实的物体。

仅有“光之魔法”还不够。和营造虚拟环境的“虚拟现实”技术不同，增强现实技术还需要天衣无缝地融合虚与实，这就需要识别和跟踪技术。“识别”指识别现实空间，以保证虚拟物体落在正确的位置;“跟踪”，则是跟踪使用者的移动轨迹，以保证使用者在移动时，眼中的“光之幻象”能处于固定位置。

在具体运行时，该产品会先用深度摄像头收集真实空间的信息，这种摄像头能获取标示了真实物体到摄像头距离的“深度图”。接着，“同步定位与建图系统”会用多张深度图，叠加成完整的三维场景。如此，在会展上，那位演示者才能把游戏场景不偏不倚地搬到小桌上。

以上所有技术的实现，都有赖于强大的计算能力。除了一般计算机拥有的“中央处理器”和“图形处理器”，这款产品中还内置了一个微软自己研发的“全息处理器”，每秒可以传输兆兆字节的数据，是该产品的核心部件。

为了配合使用者的移动，打造环绕声效果，并实现“眼神”、“手势”、“语音”等多种互动方式，该产品中还装载了许多其他传感器，它们都不露声色地藏在其流畅的外表下。

真能启动“咒语”创造一个世界吗？

浙江大学计算机学院教授鲍虎军表示，要制作这种增强现实设备能使用的内容，目前的代价仍很高。降低生产成本，是一个难点，同时也是一个很有前景的领域。他同时认为，短期内，这款产品不适合普通消费者，因为“识别技术”也是一个难点，在随机场景内，该产品也许不能如演示中那样，对真实房间进行精确建模。

这款新产品需要解决的问题还包括视野较小。据试戴过真机的人介绍，在侧头或向下看时，视线容易游离出它的“魔法场”。续航能力和充电速度也是问题，要替代目前的智能手机终端，这款产品要保证数小时以上的续航。

微软已宣布，将在2016年推出这款产品的企业版;纳德拉还声称，在Windows10的时间框架内，将推出消费者版。

近100年过去了，用于战斗机瞄准圈的技术，如今化身增强现实的酷炫设备。不远的将来，它真能启动那句令人沸腾的“咒语”创造一个世界吗？那会是一个怎样的世界呢？