跨越虛實、橫貫古今–從敦煌飛天說起
 
2017/01/17
 
洪一平 | 臺灣大學資訊網路與多媒體研究所教授
 
 
活動(演講)時間:2016/12/23
 
隨著科技的進步,虛擬時空與真實時空的界線愈來愈不明顯。現今大家都已經很熟悉如何使用手機任意悠遊於網際網路空間,而未來我們更將可以利用各式各樣的穿戴裝置,跨越虛實、穿越古今。此一演講將介紹我們如何利用虛擬實境(VR)技術,譲人們突破時空限制,不僅可以徜徉於文化遺址與博物館的藝術天地之中,也可以穿梭於浩瀚的宇宙之中。首先要介紹的是我們與敦煌研究院一起合作開發的「敦煌飛天:石窟導覽VR系統」。接著將介紹「鵲華秋色:走入古畫VR系統」以及「Space Walker:遨遊太陽系VR系統」。最後,也將進一步介紹擴增實境(AR)技術及其應用,並以我們所研發的「大師的身影:太極拳自學AR系統」作為此次演講的結尾。

聽講心得(撰文|孫維新館長)

上週五(12/23)晚間的第六場秋季展望演講,由國立臺灣大學資訊網路與多媒體研究所洪一平教授擔綱,洪教授以「跨越虛實、橫貫古今─從敦煌飛天說起」為題,帶著我們步入VR與AR的大觀園:從數位的熱鬧景像,領略『實境』的奧妙。在無邊無際的沉浸世界,踏上「虛實」錯縱的小徑,將有機會通往「跨越」的高臺,遠眺大有可為的科技未來!

洪教授開始時用打卡機的影片,回顧七十年代在台大電機系時,求學撰寫程式的情形。當時需要花上一整天時間執行程式,錯了還有可能要再重頭一次!隨著話鋒一轉,他也進一步說明到前往美國的故事:原來他在布朗大學的教授,經歷過比他更早的資訊歲月。有一個慣用的「除蟲(DEBUG)」術語,據說是從哈佛大學早期開始使用的計算機(電腦的前身)而來,有一回他們發現計算機居然停擺,在排除了一隻影響運作的飛蛾後,終於恢復正常!他的指導教授參與的時代,是現在的資訊工作者難以想像的,讓人肅然起敬。

在那個學風鼎盛的年代,出國是經常安排的規劃,但要選擇回國或是留下工作,是個艱難的決定!洪教授在美國畢業後,立刻就由教授主動找到了很好的工作,想要他留下。不過,他還是回到台灣工作,並在經年的學術生涯裡,獲得不一樣的啟發。他在台大的老師(現在的中研院院士)曾打了個比方:希望學生不要像「風箏」(需要老師一直連繫),但要像「鴿子」,因為好的鴿子都會自己飛回來。洪教授笑著說到,這也是讓他學成歸國的重要因素。

洪教授由大學的社團經驗,提到了與現在的關聯:過去,他實際參與過天文社、攝影社,以及美術社,對他的發展有著密不可分的關係。他從事電腦視覺和機器人視覺的研究,這是在攝影的方面;他對天文的愛好,開啟了太空探索VR的新頁;他與國立故宮博學院、敦煌研究院合作,發表敦煌飛天VR、故宮秋色VR,也跟美術背景相關,甚至開始進一步做藝術作品(例:參加台北數位藝術節的Smiling Buddha、為社會科學院的藝術之窗活動製作的《微笑四方》(Quartic Smile))。洪教授爾後接觸靜坐、瑜珈、太極拳,倡導養身的重要性,應從現在開始!甚至成立瑜珈社、開發太極自學AR,他所立下的數位里程碑,都受到當年學習歷程的影響!

透過人類演化過程的圖示,洪教授講到離不開手機,還有電腦的現代人型態,後來TIME雜誌更出現了離開地面,看似跳起來的進化版:帶著虛擬實境裝置的人類。此雜誌封面的主角,就是成立Oculus VR的Palmer Luckey,她在2012年以頭戴式顯示器在Kickstarter開始募資,創下四小時內達到25萬美金,最後超過200萬美金的驚人募資總額,還在一年多後被臉書用20億美金併購,獲得空前的成功!其實早在六十年代,Ivan Sutherland就提出了最早的頭戴式裝置,然後半個世紀後的現在,也陸陸續續出現供給消費者的VR產品。綜觀近三年的研發成果,不論在軟體與硬體的推出,與對應的應用,都讓它未來會有很大的成長趨勢,產值上是後勢看好。

虛擬實境(Virtual Reality, VR)時代的來臨,對社群媒體也將產生很大改變,影響我們的日常生活。除了VR裝置外,擴增實境(Augmented Reality, AR)的頭戴顯示器也很精采,相較VR沉浸式的頭戴裝置,AR的頭戴顯示器能夠看到外面的世界,戴起來很有未來感,也較為輕便,例如:2013年相當轟動的Google Glass,或像2016年的Microsoft HoloLens。雖然AR頭戴顯示器也有些技術要克服,還有聚焦調適、延遲(LAG)、視野(FoV)等問題與限制,但還是有很成功的應用:達文西手術系統。這套系統在世界上數量有限,台灣因為豐沛的醫療資源,全國大概擁有26套之多,相當不容易。

洪教授開始講到敦煌飛天VR、故宮秋色VR、太空探索VR,與太極自學AR。「敦煌飛天」可以解釋成:敦煌石窟壁畫上可以飛行的天神。在敦煌數位內容製作上,他的團隊與敦煌研究院合作,推出敦煌石窟虛擬導覽系統,展示三種互動設計:iFig、iFlash,與iWindow,以及《遨遊莫高61窟》的VR影像。除了特殊的跳躍和復原燈設計,還有精彩的壁畫故事動畫,與壁畫的塑像數位復原。而故宮秋色是將趙孟頫的《鵲華秋色圖》變為數位版本,透過VR技術與3D建模,重現畫家眼中的景象,令觀眾走入圖畫之中。而這也帶來許多挑戰,如:虛擬、真實空間尺寸不一致、3D透視、模擬水墨畫筆觸、克服VR暈眩等。

洪教授也說到太空探索VR,此VR特別開發成一台行動巴士,為了偏遠鄉鎮的教育,將世界送到孩子面前。太極拳自學AR則是以現代科技,突破傳統的教學模式,進一步輔助現代人學習太極拳。最後,他也提到最近在SIGGRAPH的最新電腦圖學互動展示:關於蜘蛛人的創新內容與研究成果,他也歡迎大家在未來能嘗試敦煌飛天,甚至是各種VR的挑戰!

●〈展望〉系列科學普及演講官網:https://prospect.phys.ntu.edu.tw/
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