虛擬實境的前世今生——從十九世紀的立體鏡與全景畫說起

編者按： 虛擬實境並非一項全新的發明，早在上世紀八九十年代就掀起過一陣發展熱潮；事實上，再往前追溯，這一概念在數百年前就已經誕生。此文改編自《Wonderland：How Play Made the Modern World》一書（由 Riverhead 於2016年11月出版）。作者 Steven Johnson， 著有多部科學、技術和創新歷史方面的暢銷書，也是艾美獎獲獎紀錄片系列《How We Got to Now》的主持人。

虛擬實境頭顯的古今對比圖

David Brewster 是十九世紀時期一名蘇格蘭科學家，即使在今天他也算得上獨一無二。他在蘇格蘭教會擔任牧師，很早就對天文學產生了興趣，一度是世界光學領域內的一流專家。他熱衷當時流行的娛樂方式，在世紀初，經常前往倫敦西區觀看一部叫做《魅影》（Phantasmagoria）的恐怖戲劇秀。一方面，他想深入其中，揭穿幕後的神秘製作手法；另一方面，他也察覺到把戲的背後潛藏著更深層次的東西。他懷疑那些戲子利用了人類感官系統一些奇特的內在屬性——或許是為了讓科學家更容易理解。Brewster 把這個憑藉科學技巧創造出來的幻象世界稱為「自然魔法」。

在德國和法國經過一二十年發展後，《魅影》於1801年進入英國。通過大量使用幽靈鬼魅般的魔燈[1]投影，這部劇讓觀眾沉浸在恐懼和夢幻的多種感官體驗中。放在當代來看的話，這是一部沉浸式戲劇《不眠之夜》（Sleep No More）和迪士尼的幽靈公館的結合體。不久之後，《魅影》以及其他一些類似風格劇目的成功在娛樂領域掀起了一股浪潮，在倫敦西區逐步擴散。很多劇採用稀奇古怪的希臘新詞作為劇名，這本身就表明創作者即使在語言上也竭力去迎合這些獵奇的體驗。根據 Richard Altick 的《倫敦的演出》（The Shows of London）一書，在十九世紀早中期，一名遊客可以在倫敦享受一出叫做「Akolouthorama」的「新穎的機械和圖片展覽」、一場與之相當的恐怖秀「Phantascopia」、號稱會展示「傳統鬼怪現象」的展覽「Spectrographia」、一個被冠以「Eidophusikon」的機械展，還有被《倫敦時報》稱為「圖形機械代表」的「Panstereomachia」。

Brewster 天生是一名魔術師。就在研究《魅影》期間，他發明了萬花筒——這在之後很多年內一直算是喬治時代後期的 PlayStation。（但 Brewster 幾乎沒有從這項發明中獲利，因為模仿者迅速山寨了他的原創並佔領了市場。）幾十年後，他又發明了透鏡式立體鏡——一種可以讓眼睛感知兩個不同的平面圖像從而有3D 成像效果的手持設備。這個階段前後，Brewster 成立了自己的品牌「Brewster 立體鏡」，出售他發明的機械裝置。可能很多人知道，其中一件就在1851年的萬國博覽會上贏得了維多利亞女王的讚嘆。Oliver Wendell Holmes 在《大西洋月刊》上發表了對立體鏡這項新技術的讚歌，滿腔的熱情即使是放在早期的《Mondo 2000》雜誌或者《連線》上也不為過。他寫道：

哦，在這座小小的玻璃和紙板搭建而成的藏書閣中，珍藏著我無數的詩歌！在努比亞巖石雕刻而成的神廟上，我爬過拉美西斯巨大的頭像；我丈量過那座自詡胡夫金字塔的山坡；我踏上過巴爾貝克神廟基座的三塊巨石——有史以來人類能從採石場中搬起的最沉的巖石。

而到了二十世紀初，上一世紀誕生的種種幻術幾乎全部讓位於一種全新的「自然魔術」：電影。立體鏡也淡出了公眾的想像。（不過，通過我們很多人在小學都玩過的一種廉價塑料裝置 View-Master，立體鏡作為二十世紀的一種兒童玩具倒又復活了一陣。）不過，奇怪的是，沉寂了一個世紀之後，Brewster 的想法——把立體眼鏡架在你眼睛上，試圖讓大腦相信看著的是一個三維立體世界——迎來了第二次生命。

這就是幾個月前，我拿著一架十九世紀木製的立體鏡時突然想到的。當時我正在參觀 RYOT 位於洛杉磯的總部。這是一家從事虛擬實境敘事的媒體公司；他們保存了一組立體鏡全盛時期的立體照片。這不難理解，因為毫無疑問，那些設備與今天 VR 眼鏡在外觀上非常相似。實際上，我手上拿的立體鏡與現在的智慧型手機是兼容的。RYOT 的 CEO 兼聯合創始人 Bryn Mooser 把 iPhone 插入鏡片後面的一條凹槽。我把這玩意兒拉到眼前，仿佛突然穿越到了恆河岸邊。我感覺就像置身於蒸汽朋克小說裡的某個瞬間：一臺維多利亞時代的設備用數碼時代的自然魔術召喚出了另一個世界。

這個瞬間還展現了一種誘人的可能：那些十九世紀奇觀的集體消失，那些幻象和新奇設備的沒落，可能本身就是一種幻覺。假使它們只是進入了長達百年的休眠期呢？就像所有形式的新興媒介一樣，我們經常從電影或者視頻遊戲這些現存媒介的角度來理解虛擬實境。但是試想 VR 的未來，比起超級英雄系列電影或者《使命召喚》，我們也許能從十九世紀魔術師營造的沉浸式體驗中獲得更多啟發。毋庸置疑，未來很多 VR 創作者會找出以此進行電影敘事或者開發刺激的遊戲體驗的方法。但如果以史為鑑，我們最終可能會發現 VR 在其他方面更有用武之地。

問題是——「其他方面」是指什麼？

現代社會的存在有很大一部分要歸功於那些致力解決某些重大問題的人：如何製造內燃引擎，如何批量生產疫苗。但出人意料的是，還有相當一部分卻應該追溯到另一種行為上：玩物與遊戲。當人類進行創造或者分享只為獲得一句讚美或者一聲驚嘆的時候，比起專注務實的人來說，他們往往會對社會產生更重大的影響。眾所周知，有句古話說「需求是發明之母」；但是如果你對世界上很多重要的想法和機製做一個「親子鑑定」，你總會發現，消遣與娛樂總是包含在這些概念和設想當中。

圖1. 1849年 Davis Brewster 的立體鏡設計圖。來源： 《大眾科學月刊》（The Popular Science Monthly），第21卷。

事實證明，對於快樂與娛樂的研究經常是一種預測未來的方式。真正意義上的全球經濟的想法首先誕生於肉桂和豆蔻這樣不起眼的香料市場；第一批可編程的機器——領先現代的數字計算機一千多年——是自動玩具和音樂盒。從保險到飛機設計到臨床藥物測試，應用廣泛的概率論的數學原理，最初是為了分析骰子遊戲才發展起來的。當那些維多利亞時代的「極客」盯著立體鏡想像自己身處某個遙遠的世界中時，他們也不知不覺穿越到了一個半世紀後才出現的未來。

視覺錯覺在娛樂歷史中佔有特殊地位；它跨越了家常把戲和高級藝術之間的邊界。在十九世紀後期電影誕生，我們能從一系列靜態圖象中看到動態影像之前，最有名、最重要的「視覺騙術」是線性透視的發明。通常這被歸功於建築師 Filippo Brunelleschi；不過解釋這一現象的根本原理首先出現在 Leon Battista Alberti 於1435年出版的《繪畫》一書中。從本質上來說，線性透視只是一種視覺錯覺，但它理所應當地被視為文藝復興時期最具顛覆性的創新之一。

在十八世紀後期，似乎一位名叫 Robert Barker 的愛爾蘭畫家偶然發明了一項同樣意義非凡的創新。在1780年代中期的某一天，Barker 散步到愛丁堡卡爾頓山山頂，站在今天納爾遜紀念碑所在之處的附近，俯瞰著整個城市。Barker 突然有了一個主意，想把360度整個景象都畫下來：通過圍繞一個固定點旋轉一系列畫框，把風景的每一寸都畫下來，然後把它們拼接起來作為一幅延續的畫。（他不得不發明一種新技法來彌補在凹面上作畫時出現的視覺扭曲。）由於這項「為了整體呈現自然景象而設計的全新發明裝置」，Barker 在1787年被授予了一項專利。在一個「老朋友」的建議下，Barker 借鑑希臘語中「全面的景觀」這個短語，為他的發明取了一個好名字：「全景」（Panorama）。

假使這些過去的奇蹟只是進入了一百年的休眠期會如何？

到了1793年，Barker 已經在倫敦萊斯特廣場附近建成了一棟六層的小樓，專門為付錢參觀的大眾設計，向他們分別展示兩幅全景圖。吸引力主要在於那幅1497平方英尺的巨大的倫敦遠景圖。Barker 在他的廣告中謙虛地稱自己的技術是「還未被發現的繪畫藝術中最偉大的進步」。在一段時間內，似乎所言不虛。這個展出獲得了空前的成功。國王和王后都要求提前觀看，雖然夏洛特王后之後稱看得發暈。

在研究十九世紀早期的幻象藝術家時，一位名為查爾斯·狄更斯的年輕人，如此描述這種技術，與我們今天稱頌虛擬實境及其潛力時的溢美之詞不無相似之處：

這是一個令人欣喜的時代。廉價、創新的發明不斷湧現，將某些實際經歷的結果傳遞給那些本身無法獲得這些體驗的人，讓大眾也能獲得這些經歷，感受這些效果。這裡的重點是「大眾」，因為這些發明所針對的主要是大眾，而不是特權階級……通過這些技術，那些足不出戶的人也能感受到真實旅行中的一些點滴。嶄新的世界向他們敞開，超越了他們狹小的安身之處，拓寬了他們思考、信息、同情與興趣的範圍。人對其他人了解得越多，相互之間的羈絆也就越深厚。

狄更斯把全景畫和立體鏡在視覺領域的探索視為人類延伸自我感知範圍的嘗試——也就是通過他人的眼睛來觀察世界。今天，這個想法搖身一變，成了各種 VR 設備這樣那樣的口號。導演 Chris Milk 曾在一場流傳廣泛的 TED 演講中把 VR 系統稱為「共情機器」；其他 VR 影片導演也表示贊同。在 RYOT 工作室，同樣身為導演的 Angel Manuel Soto 向我展示了一部 VR 電影短片《Bashir 之夢》（Bashir’s Dream），講述了一個年幼的敘利亞男孩被狙擊手擊中導致身體癱瘓的故事。這部電影——儘管「電影」一詞並不能準確形容它——在兩種場景之間切換：一面是 Bashir 坐著輪椅穿過滿目瘡痍的戰後城市，另一面是用動畫重建的那次幾乎致命的槍擊。在影片最後，你眼前呈現的是一幕幻想的場景，Bashir 想像自己終於逃離了戰區與輪椅的雙重牢籠。不可否認，這部片子讓人意猶未盡，但看的同時我不禁在想，它所激發的這種同情真的與優秀紀錄片已經能夠提供的廣闊視角有什麼實質性不同麼？

我猜想，VR 與電影這兩種媒介之間的區別可能不能用「共情」這個詞來表示。比如，想想 VR 的第一人稱視角如何限制我們所看到的東西。通過直覺地分析面部細微肌肉的運動，人類已經進化出一整套複雜的識別他人情感狀況的能力。而 VR 的矛盾在於，當你通過他人的眼睛來觀察世界的時候，你將無法看到那人的眼睛。你能夠見人之所見，但要感人之所感就困難多了。傳統電影的特寫鏡頭比特定人稱的全景影片能夠更有效地傳遞出情感深度。VR 所提供的東西是全新的，我們甚至還沒有一個合適的固有名詞來描述，只好暫且稱之為「共情感知」、「感覺沉浸」等等。

圖2.一篇關於《魅影》的評論文章。來源：耶魯大學 Lewis Walpole 圖書館。

「進來吧，水母已經為你準備好了。」

穿過重重走道，我終於見到了英國藝術家和 VR 創作家 Barnaby Steel。他同時也是一個叫做 Marshmallow Laser Feast 的介於商業創意機構和實驗藝術團體之間的組織的創始人。我好不容易找到了位於他們洛杉磯辦公室後面的神秘房間530室。Steel 歡迎了我的到來，把我帶入一個簡陋的開放式空間，裡面放滿了十幾張黑色的工作檯。Steel 和他的同事正在為 VR 音樂體驗公司 Redpill 製作一個項目，目標很奇怪：讓一隻發光的大型水母能對你輸入的任何音樂作出實時反應。每一首新歌都會引發水母不一樣的行為：它凝膠質的軀體一閃一閃地發出微光，觸手隨著節奏頻頻抖動。這種對比——單調乏味的室內環境與令人如夢如幻的虛實交替——甚至有些滑稽，就好像誤打誤撞進入了電影《上班一條蟲》拍攝現場中的一間會議室，而裡面正在舉行一場死藤水[2]儀式。

Steel 把 Oculus 眼鏡綁到我頭上，然後把兩個控制器放到我手裡。在虛擬世界裡面，我也能舉起雙手，只不過它們像幽靈一般，就好像我能對身體實時進行 X 光掃描。我一抬頭就看到水母懸浮在空中，在黑暗中快速、輕盈地移動，看著像是一隻巨大的僧帽水母。音樂部分的功能還不能實現，所以當我盯著這隻舞動的虛擬生物時依然能夠聽到周圍環境的聲音。「你可以打它邊上，」Steel 說。我打了一下；水母逃走了，一大團紫色突然從擊打的地方暈開。

我一邊任手指隨著水母的觸手而動，一邊看著它們舞動。在 Steel 的鼓勵下，我把整隻水母拉過來罩在頭上，就好像是抓住了一條毯子邊。突然我進入到了水母的體內，四周懸掛著觸手。這是到目前為止，我與無脊椎動物所有過的感官刺激最最強烈的接觸。

圖3.位於萊斯特廣場附近的 Barker 全景圖展館的縱截面插圖。來源：大英博物館。

「我們最初開始實驗虛擬實境的出發點是：它能實現什麼之前不能實現的東西？」看到我從水母中鑽出來後，Steel 解釋道。「然後，我們對什麼感興趣？我們怎樣才能拓展對於現實的體驗？」我們所體驗到的世界明顯受限於我們的感官，他指出，但是除了我們擁有的之外，還存在著更多潛在的感覺。

這種思考方式不僅帶來了水母，也催生了另一個叫做「在動物眼中」的 VR 裝置——Steel 和他的同事把這件作品放在英國湖區的一片樹林裡。參觀者帶上 VR 眼鏡，同時進入虛擬和實際的樹林，在不同生物的視角之間進行切換，包括小飛蟲、青蛙和貓頭鷹。當你在不同動物之間切換的時候，軟體會模擬每一種生物特有的感官系統。比如，飛蟲能從百尺開外的地方就探測到人類呼吸中排放出的二氧化碳。如果選擇飛蟲視角，你就會在樹林中看見打旋的紅點，代表二氧化碳濃度。「我們試圖想像樹木正在呼吸，」Steel 解釋說。「然後如果你能看到組成空氣的化學物質，那會是什麼樣的。」

幾十年前，哲學家 Thomas Nagel 發表了一篇關於意識的經典文章。文章的標題堪稱哲學史之最：《身為蝙蝠是一種怎樣的體驗？》作為對 Nagel 文章的呼應，Steel 和他的同事正在製作「在動物眼中」這件作品的進階版本，試圖模擬聲納導航。Nagel 原先的問題可以說是一個反問句而不是疑問句——重點在於，人類就是無法想像身為蝙蝠的體驗，因為兩者的意識模式有著天壤之別。但是像「在動物眼中」這樣的 VR 實驗，通過藉助雷達掃描儀、高端顯卡等一系列前沿現代技術和 David Brewster 兩百年前首次發現的立體視錯覺，至少暗示了 Nagel 的問題或許有解。

1812年9月，巴伐利亞音樂家和發明家 Johann Nepomuk Maelzel 人在俄國，恰好目睹了那場迎接拿破崙到來卻隨後很快導致他慘敗的充滿傳奇色彩的莫斯科大火。這場大火以及之後的莫斯科之戰在接下去的歲月中激發了許多藝術作品的創作靈感：託爾斯泰的《戰爭與和平》、柴可夫斯基的《1812序曲》。但是其中最早——可能也是最富原創性的——描繪這次世界性的歷史事件的嘗試來自於 Maelzel，就在拿破崙戰敗後一年之內，以一部名為《莫斯科的大火》的玩偶劇的形式出現。這部劇在維也納舉行了首次公演，然後被 Maelzel 帶往歐洲大陸和北美大陸各地演出；他對火中莫斯科惟妙惟肖的重現在隨後的數十年中吸引了一批又一批的觀眾。

該劇一份詳細的物品清單讓我們得以一窺它的製作規模。活動框架用來代表克裡姆林宮、教堂尖塔和城堡等莫斯科建築；經特殊設計，它們能在收到信號後馬上坍塌或者爆炸。在天際線後面，Maelzel 掛了一幅透明的畫來表現滾滾濃煙與熊熊烈火；在這幅畫後面是另一幅畫：樓宇在遠處燃燒，月亮在夜空中泛著微光，俯視這片人間慘劇。舞臺正前方是兩座橋和一條堤道，載著兩百多個俄國和法國的士兵人偶。防火屏使真火看上去燒遍了整座莫斯科城卻不損害其中任何道具設備。

《莫斯科的大火》故事本身倒是這部劇最無趣的部分。沒錯，舞臺上所發生的一切遵循了預先設定的順序：拿破崙的軍隊抵達，俄國人撤退，大火吞噬全城染紅天際。這場精彩表演真正的吸引力在於那種沉浸感，與 Barker 的全景畫有著異曲同工之妙。你去看這類作品，不是因為想要追隨其中某個角色的心路歷程，而是因為想親身體驗某個壯觀的地方、時代或者視角，這些你無法從別處體會的東西。

圖4. 《Ars Magna Lucis et Umbrae》一書中關於「魔燈」裝置的插圖，作者 AthanasiusKircher（1646）。來源：SSPL/Getty Images

虛擬實境可能也是如此。關於「在動物眼中」和 Steel 的音樂水母，令人難忘的一點是，這兩種體驗都無關敘事。這些體驗強烈、震撼，令你渾身充滿了驚奇的感受。但它們卻沒有試圖講述任何故事。

「VR 不是電影的演化，」當我們在 RYOT 辦公室放下體立體鏡之後，Bryn Mooser 說。「它不是講故事。」如果 VR 能使你想像自己在鐵達尼號的甲板上面，我覺得我們並不需要卡梅隆式的背景故事——關於風流倜儻的藝術家與面臨包辦婚姻的富家小姐之間短暫的愛情。我們將只想體驗沉船的過程。故事情節將成為惱人的細枝末節。VR 版本的《侏羅紀公園》將不會費事去講述 John Hammond 和他孫輩之間的關係；我們就只想漫步在芳草茵茵的平原上盡情觀察雷龍。

在 VR 的發展進程中，最令人意外的轉折可能是這種新興媒介的節奏。對於 VR 而言，快速的剪輯確實是對身體的一種折磨；從一種視角跳轉到另一種視角會引發噁心的感覺。但更重要的一點也許是一旦戴上 VR 設備，人們並不想轉換到另一種體驗。他們想停留在當前。「我就想把你放在田野裡，」Mooser 告訴我，「然後你想幹什麼就幹什麼。」

「我們沒抱什麼期待，」Steel 這麼談論「在動物眼中」的創作過程，「但在結束的時候，我們都在想，如果你今天壓力很大，能夠就這麼戴上一套設備然後盡情探索，真的很棒。你總是能發現新的視角和角度。由於樹木顯得更大，你能掃到這麼多細節，能在 VR 中注意到現實生活中不可能注意到的東西。受限於我們五六英尺的身高，我們很少趴下把下巴擱在地上。但在 VR 中，你就可以那麼趴著『我就喜歡這兒！看看這些松果兒！』」

當然，我們的下一代可能已經習慣了這些立體視覺方面的探索，會急於要求 VR 擁有電影的運動屬性：不僅僅是情節的複雜性，還有快速的剪輯和動作的順序。讓我們回過頭去想想那些把 Barker 的全景畫驚為「自然魔術」的眾多參觀者，在畫前駐足沉思，神遊遠方片刻，再回到倫敦城中日常的喧囂與霧霾中去。而這種沉思也許正是 VR 與它的先驅的差別所在。在如今這個時代，我們已經習慣了每秒數十幀畫面的動作電影，對電子遊戲中充斥的血腥屠殺也已經麻木，沒想到戴上 VR 設備後我們居住的世界竟然還有令人冥思的一面。這可能是其中最大的奇蹟：掌握了一切先進的技術只為讓人放慢腳步，讓人再次感受好奇的魅力。

本文原載於 nytimes.com，作者 Steven Johnson，由 ONES Piece 翻譯計劃 何聰聰 喜多卉 翻譯。

[1]:Magic lantern，十七世紀發明的一種圖像投射裝置，主要用於娛樂，為之後電影放映機的出現作了鋪墊。 

[2]:一種產自南美的具有致幻作用的植物，多用於亞馬遜叢林土著印第安人部族的薩滿教治療中。