虚拟现实的早期艺术史根源及其意义

（浙江大学人文学院艺术学系 310013）

作为二十世纪人机多媒体界面技术的新高峰，虚拟现实是当下的重点和热点议题。它提供了一个具有沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）的虚拟数字多媒体环境，让用户以更直观、更自然、更简便的操控方式，去获得更丰富、更多态、更实时的数据资源。1由于虚拟现实在技术层面上与计算机紧密相关，人们往往过于强调它与信息技术的关联，而有意无意忽略了它的艺术根源，例如重要论著2就没有涉及艺术史中与虚拟现实有关的成果。实际上，作为一种先进的多媒体综合表现手法，虚拟现实本身就属于人类艺术创造长链中的重要一环，完全可以视之为整个艺术史的有机组成部分之一。

以此视角，确有必要通过梳理具体的艺术史史实，进一步明确虚拟现实的艺术之源，并为当代虚拟现实的发展提供导引和借鉴。当代的种种虚拟现实技术，实际上是这种精神在新工具、新技术下的新表现。因此，必须从艺术史的角度对之给予关注和考量，才能更好地理解虚拟现实和进行虚拟现实应用的各类研发工作。由上述虚拟现实诸特性可以得知，虚拟现实的产生与发展，主要是来自于两股力量的推动：如何获得更好的感官沉浸体验，以及如何获得更好的交互效果。纵观艺术史，虽然其中大多数艺术作品属于静态范畴，但艺术家对沉浸性和交互性的探索依然隐隐可见，并贯穿于千百年人类的艺术追求之中。这些散落在艺术长河中的点点珠玑，若以虚拟现实之线连接起来，就能呈现出其形态和脉络。本文将从不同的历史时期出发，对重要的作品和事件进行梳理，并具体指出它们对于虚拟现实研发的借鉴意义和价值。只有把握了整个历史脉络，才有可能推动虚拟现实技术的进一步发展。

一、古典艺术中的虚拟现实萌芽

人类对虚拟现实的探索很早就开始了。一方面，在漫长而持续演进的中国艺术史中，尤其是在建造及器物领域，均有许多伟大的创造与虚拟现实的特性遥相呼应。以盛行于秦汉时期的画像石画像砖为例，其平面上可以具备数层空间关系，透视观与西方传统截然不同。如凤翔出土的秦代宴享画像砖，画面分六层。其丰富的层次彼此关联，依事件、时间或空间多重主线铺陈渲染，构造出极富表现力的虚拟错觉场景，与现代虚拟现实技术所追求的境界毫无二致。另外，敦煌洞窟中气势宏伟的近似环绕三百六十度的全景壁画《西方净土变》等，展现了令人震惊的沉浸式效果。艺术家为了使朝拜者获得沉浸感，采用了散点透视等表现方法，创造了生动的图像表达方式。此外，类似宋代《清明上河图》等中国画，也采用与西方焦点透视相映成趣的散点或多点透视，营造出“咫尺千里”的效果，从单张纸面跃然而出全方位景象，构成引人入胜的视觉虚拟系统，充分表现了中国古代艺术家对虚拟现实和临场感的追求。凡此种种，无不值得学习与借鉴。

另一方面，在西方，古罗马时期的壁画就属于以视错觉来营造沉浸式体验的艺术作品，它们的一个共同特点就是画面的空间外延感极其强烈，观者不知不觉地被吸引到整个画面之中，进入一个人为虚构的幻觉世界。换而言之，这些壁画的目的在于消除观者和图像的物理实体之间的关联。值得强调的是，为了实现上述目地，这些壁画首次采取了一种在后世被不厌其烦地重复使用的技巧——它们的部分画面内容延伸到了建筑物的某些实体部件上，如墩座、横梁等，这样一来，物理世界和虚拟世界即可在边界处实现无缝交融，不会给观者以突兀之感。现代虚拟现实技术也在有意无意之间，大量采用了这样的手法。考虑到这些壁画距今已2000余年，这不能不令人感到惊讶。还有一些同样具有视错觉特性的釉砖壁画也值得重视。与壁画不同，它的视错觉效果类似于下文将提到的全景画，自身构成一个完整的视觉虚拟系统，与周遭物理实体相互隔离。这实际上正与流行的立方体（CUBE）类虚拟现实场景不谋而合。3

哪怕在中世纪的欧洲，虚拟现实艺术都得到了一定的发展。当代学者早已认同，中世纪绝非一无是处的“黑暗时代”，仍有许多文化艺术创造值得铭记，其中就包括可谓视错觉整体空间的最早实例的牡鹿之房（1343年），其中引人注目的360度全景壁画，出色地展现了十足的沉浸式效果。艺术家为了获得空间深度感，甚至“抢在文艺复兴之前”业已描绘出粗陋但仍可识别的透视关系。

文艺复兴时期臻于完备的透视可谓虚拟现实艺术发展过程中最关键的转捩点。例如米开朗基罗的西斯廷天顶画不仅人物形象极为精致细腻，它的多焦点透视空间也非常特别：既充分考虑了当时最先进的透视科学知识，却又不失艺术意味。例如其描绘创世纪的人物形象比真人大一倍，位于天顶中央，而处在边缘的大洪水中的人物又非常小，仅有真人的五分之一。虽然这样的比例在平面上是不正确的，但当其投射到圆周上，便得到了真实的远近关系，而且很好地烘托了主题和副题。当观者站在地面大厅中央往上看时，就得到了一种震撼而又真实的视错觉效应。

总体而言，限于当时的装备和工具，以及艺术家的艺术意识，在近现代之前，还是很少能在艺术作品中看到交互性因素。但是，古典艺术已经提供的足够的积累，以及透视法这一看似简单但却堪称伟大的技术，人类在制造真正的虚拟现实场景之路上，可算是收获颇丰，只待继续前行了。

二、十七至十九世纪艺术中的虚拟现实

时至十七世纪，例如安德烈·波佐在罗马圣依纳爵堂中殿天花板上绘制的壁画等巴洛克艺术作品以其强烈的动态感和视错觉效果，赋予了艺术作品更多的虚拟气息。与西斯廷天顶画类似，其构造手段实际上就是利用了物理空间的距离感来产生某种视错觉空间，很容易产生戏剧效果，被称为“乱真之作”。这种原理不仅被继续沿用于壁画中，更是渗透到歌剧舞台设计等方面。因为舞台所用的道具，以及舞台本身，可以作为一种有效的三维立体媒介手段，去进一步地同化观者自身与外部世界的关联。当时的舞台设计都带有强烈的视错觉意味，以至于演员都成为了道具的一部分。在戏剧观众看来，座席和舞台不再有明确的界限，目之所及都是舞台设计师精心构筑的幻觉空间。

总而言之，在数字时代之前，虚拟艺术的主流当属空间视错觉绘画，它最为成熟，受众也最多。到了十八和十九世纪，空间视错觉绘画迎来了它的高峰：全景图（Panorama）。全景图是一种广角图，旨在以一个画面表现某一场景的大角度景观（区别于人类的日常视角）。天顶画和天井画也算是全景图的一种，可谓是全景图的先驱。一般来说，近代的全景图其特点在于从数学上给出了一套更为精确的绘制方法，以及脱离传统的美术领域，大量应用于展览、教育、商业宣传甚至室内装潢等领域。1792年，爱尔兰画家罗伯特·巴克首次使用全景图这个术语来形容他在伦敦展出的巨幅画作。他专门发明了一种仪器，可以产生精确的球形投影，在一个半球面上描绘出整个城市的景观。这种方式远远超越了一般绘画的局限性，在军事、工程、科学、教育等诸多领域都有巨大的应用价值，为虚拟现实艺术突破纯粹观赏性用途奠定了基础。人们第一次认识到，带有沉浸体验的视错觉场景，完全可以在经济和工程等实用领域发挥作用，这实际上指出了虚拟现实日后的发展道路。4

由于绘制和展现全景图都需要并依赖于技术上的革新和突破，这意味着在虚拟艺术领域，技术不再是所谓的形而下之器，而是其发展之根。得益于十八、十九世纪科学思潮的推动，虚拟艺术家们积极地、主动地将前沿技术与虚拟艺术相结合，这一切都将在二十世纪淋漓尽致地展现出来，而由先进的技术工具带来的交互性因素，也将萌芽。

三、早期虚拟艺术的意义和价值

没有任何一种人类造物是无源之水，这在强调技艺传承的视觉艺术领域更显当然。创造具备沉浸体验感觉的视错觉空间，这并非计算机时代的全新论题，而是早有其根源，深植于人类艺术长河之中。从其本质而论，这可以说是人类的创造天性之一：不愿被束缚在物理实体世界中，而是希望通过自己的智慧和双手，构造出更匹配自己精神追求的另一个虚拟世界。当代的种种虚拟现实技术，实际上正是这种精神在新工具、新技术下的新表现。当然，它反过来也能作为又一种工具，为其他的人类生活命题服务。5以这种视角，确实有必要通过梳理具体的艺术史史实，进一步明确虚拟现实的艺术之源，并为当代虚拟现实的发展提供教导和借鉴。古人通过艺术智慧创造出有沉浸感的虚拟空间之史实，虽不可能与当今基于计算机技术的虚拟现实比肩，但同样能反映古代人类对虚拟现实的成功追求，这是必由之路。本文认为，有三点需要引起所有虚拟现实工作者的关注：

其一，重视人类视觉体验过程中的错觉原理。随着计算机硬件性能越来越高，研发人员往往倾向于一味追求“拟真再现”，以为越逼真，才越有沉浸感，将逼真视为虚拟现实产品的最重要的评价指标。但实际上，这种思路或许在科研、工程等相关领域有其合理性，但如果虚拟现实系统是应用于传媒、娱乐等领域，这种做法并未触及到问题的核心。人的眼睛虽说是一套非常精密的仪器，但其实非常容易欺骗。善于利用人的这些视知觉特点以及视觉心理学，古典艺术也能有很好的虚拟效果，而且更能带来另一种体验。由于并不是对现实的精确拟真，所得结果反而有着非同一般的想象性和艺术感。

其二，重视虚拟场景的艺术性。通过分析一些艺术作品就可以发现，虚拟场景的表现不一定要靠逼真取胜，人为的艺术化后期风格也能获得观众的认可和赞誉。6实际上，人的思维和感受是非常多元的，要获得良好的沉浸性虚拟体验，不一定要求这个虚拟环境与现实一致。只要措施得当，与现实大相径庭的、甚至是反现实的场景，一样能为虚拟现实所用。在这里，有必要突破“虚拟现实”这个术语中的“现实”二字的本来含义。此处的“现实”，应当是指“再现的或表现的、可吸引人沉浸于其中的现实”，其实这也是虚拟现实三个特点中“想象性”的真正内涵。

其三，重视虚拟场景的交互性。如果说古典艺术作品中有什么缺憾是亟待当代科技来弥补的，那么交互性必是其中之一。交互性和沉浸性是相辅相成的，如果虚拟世界不仅仅可以被观赏，还可以通过操控形成有效的视觉、触觉或其他直觉反馈，那么它的沉浸性程度必将大增。当代各种交互技术和工具，依然普遍存在穿戴不便、互动程度贫乏等缺点，当然相比起古典虚拟艺术已是跨越式的进步，但依然有非常大的增改空间。上文提及，十六世纪文艺复兴时期，透视法为虚拟艺术的沉浸性奠定了标志性的基石，那么在当代，数字技术也有希望为虚拟艺术的交互性作出应有的贡献。

人类的任何技术进步都不是空中楼阁，虚拟现实也是如此，只有把握了整个历史脉络，才有可能推动虚拟现实的进一步发展。借鉴了艺术史中前人的相关贡献，虚拟现实必能发展的更好。

注释：

1.周红军，王选科.虚拟现实系统概述[J].航空计算技术，2005，35（1）： 114-116.

2.GRADY S M.Virtual reality： Simulating and enhancing the world with computers[M].Facts on File，2003.

3.SUTCLIFFE A.Multimedia and Virtual Reality： Designing Usable Multisensory User Interfaces[M].Lawrence Erlbaum，2003.

4.漆驰，郑国勤，孙家广.一个基于全景图的虚拟环境漫游系统[J].计算机工程与应用，2001，37（15）： 138-141.

5.GRAU O.Virtual art： From illusion to immersion[M].Cambridge，Massachusetts： MIT Press，2003.

6.陈汗青，季涛频.虚拟现实与视景仿真的审美体验[J].装饰，2004（9）： 22-23.