环境模块3——创新设计

一、设计理念

“这是颠覆性的改革，我并不知道这样做会将我们的世界带向何方，但是【诺玛】告诉我，这个世界的未来仍是一团无法透过的迷雾，如果不试一试，它恐怕难逃重蹈覆辙的命运。”

——杨嘉琪博士

与其说旧世界亡于反物质的湮灭，倒不如说它亡于资源的枯竭，人口的膨胀。无论多么精密的自我修复，多么气势磅礴的自然循环，地球的承载限度总是有限的，现实世界总有崩溃的一天，所以我们需要借助虚拟世界的帮助。

虚拟世界的潜力是我们无法想象的，5G蜂窝状网络已经能够让每一粒沙子拥有自己的IP地址，那么在未来的6G、7G时代中，我们不妨大胆设想，每一个分子，每一个原子可能都会拥有一个IP。我们世界的核心科技是数字孪生技术，我们消耗了大量的科研资源致力于构建一个虚拟世界，目的不仅在于看到未来，也在于过好当下，让人们生活于虚拟和现实交织的世界中。

因此，在新的世界里，我们把现实世界和虚拟世界放在平等的位置上，让两个世界共同分担人口和资源的重压。现实世界满足人类的基本需求，比如生活区的房间，床，桌子，椅子等，这是现实世界的锚点。但是我们把房间的体积缩小以节省空间资源，房间内的陈设简化以节省建模时的算力资源，现实物资同质化（比如所有椅子都是一样的）以提升工厂效率。但是，节约资源的代价是牺牲了人们的生活质量。所以我们利用VR和AR技术来满足人们对于生活环境的个性化需求，比如，智能窗户通过对视觉、听觉的模拟，实现天气的个性化，智能椅子通过对触觉、视觉的模拟，实现家具的个性化......这样，在现实世界和虚拟世界的双重作用下，我们既节约了资源（简单来讲，你用AR模拟一个金子的触觉、视觉、嗅觉信息肯定比你真的去开采金子消耗资源少，而且建模完成后消耗会更少），又保证了人们的生活质量。

当然，会有反对的声音认为这样人们会沉浸于虚拟世界中无法自拔，但只是我们对于虚拟世界的固有印象。在很多科幻电影里都有搭建一个虚拟世界的幻想，比如头号玩家、黑客帝国等等，但是我们的世界与这些虚拟世界最大的不同之处就在于我们并没有舍弃现实世界，而是在用虚拟世界在辅助现实世界，人依然在现实中生活。比如你在篮球场上打篮球，可能球场是通过AR模拟出来的，但你确确实实在球场上打球，而不是躺在一个虚拟仓里玩VR眼镜。

二、技术支撑

1．视觉模拟：AR技术通过摄像头和传感器捕捉真实世界的数据，然后利用计算机图形学技术将虚拟图像叠加到真实世界中，创造出新的虚拟图像。

2．听觉模拟：通过音频信号处理技术，可以模拟声源在三维空间中的位置，从而实现声源方位的重现，产生逼真的虚拟听觉感知。

3．触觉模拟：触觉装置通过偏心旋转质量（ERM）振动马达的机械动作器产生的振动感觉。这些装置可以通过机械刺激使人体感官受体将小的电脉冲沿着传入神经传送到中枢神经系统，从而产生不同的触感。

4．交互反馈：在AR体验中，用户可以通过触摸和手势操作，触发不同的触觉反馈效果，如震动、模拟按钮的点击感等。这种从物理操作到触觉反馈的转变，提升了用户的操作体验，并使得多点触控和手势控制的应用更加广泛和深入。

通过这些技术，AR能够为用户提供一个增强的、多感官的交互体验，使得虚拟信息和真实世界无缝融合，从而创造出更加自然和直观的交互方式。

三、技术优势

1．节约资源：正如前文所述，你用AR模拟一个金子的触觉、视觉、嗅觉信息肯定比你真的去开采金子消耗资源少，而且建模完成后消耗会更少。

2．提高生产效率：工厂只需要生产一些特定的产品，比如智能椅子，智能床，而不需要生产不同型号的产品，便于流水线工作，提升效率。

3．节约了空间：比如娱乐场所中，足球场、篮球场等等都可以是一个场地，根据人们的需求通过AR技术模拟不同场地的场景。

4．削弱了贫富分化：生活场景可以随意挑选，也就减少了可供攀比的资源。

5．提高了生活质量：如前文所述。

6．减少了建模难度：现实世界里同质化的建筑减少了建模难度，同时由于虚拟世界的模型由计算机生成所以不用重复建模，那么数字孪生所需要的算力就会大大减少。