视觉欺骗——游戏的过去，现在和未来

什么是视觉欺骗？

虽然随着技术的进步，跳舞机、打碟机等各种多姿多彩的游戏类型，但是不可否认，游戏最本质、最重要的部分，还是给人们带来视觉上的刺激。（这个“刺激”指的是生物学上的意义。）那么，什么是“视觉欺骗”呢？要说明这个问题，我们首先来考察一下电影、电视（以下用电影作代表）中的一个常见的技术。当然，从本质上说，电影本身就是利用了视觉暂留机制的视觉欺骗技术；我们这里讨论的，走得还要稍微远一些。

从某一个方面来讲，说电影就是视觉的艺术，恐怕并不过分。这里的读者大多是游戏迷，恐怕有许多人都不常看电影（在下即是如此，电视是基本不看的）；但是即使这样，也不会有人会幼稚到认为电影是一口气从头拍到尾的吧！我们要考察的，就是电影的一个基本要素：蒙太奇——Montage，即剪接。虽然几乎众所周知，但在下还是要从效果上赘述一下：镜头一中甲向前方掷出了一个球，镜头二中乙一下子将球接住；看电影的时候当然认为这两者是连贯的，但是在拍摄的时候，两个镜头却可以（或者说通常）没有任何时间上的联系。固然可能是两个摄像机从不同角度拍摄了一个动作过程，但更可能是掷球和接球根本不是连续的过程；不仅不连续，拍摄的时候接球在先掷球在后也不是不可能。——虽然如此，在观看的时候，观众应该只有一种“动作是连续发生”的印象（除非导演是白痴）。这当然是极常见、极普通的情况，但是如果我们追问一句：这种情况为什么会发生呢？从心理学等方面可以找出不少原因，但我们要指出，这正是“视觉欺骗”起到的作用。

由此便引申出我们对视觉欺骗的定义。在我们的讨论范围中，无论是电影、电视还是游戏，都是从某个方面来再现（或虚拟）现实世界。但是，受客观条件的影响，完全地再现是不可能的（虚拟则更不用说），正如电影不可能从头拍到尾一般；幸好人们追求的是结果而非过程，为了达到目的，可以使用一些技术做到以假乱真的效果。这些技术——可能是“硬”的，但也可能和蒙太奇一样是“软”的——我们就称之为“视觉欺骗”。

显然，客观限制愈苛刻，则视觉欺骗的使用便会愈加频繁，我们也就可以欣赏到更多巧妙的技巧。从这个意义上来说，历史仅有数十年，起始条件异常艰苦（其实当时人们并不一定觉察得到）的电子游戏无疑是一个好的研究对象。因此，我们将按照时间的顺序进行回顾和展望，其中难免有挂一漏万之处，还望诸位海涵。

过去的日子

电子游戏作为单纯的“反射锻炼机”的时期，其糟糕的硬件性能恐怕根本就不会让人想到用它模拟现实世界的可能性。但是即便如此，游戏和现实之间也有着密不可分的关系；原因很简单，没有任何现实依据的东西根本就不可能让人理解——而且这种东西压根就不会被设计出来，正如无论多么奇特的魔鬼形象都能在现实中找到原型一样。可是由于硬件机能实在太过有限，“史前期”的电子游戏几乎全是那种固定背景下有几个动画形象晃来晃去的东西；这和我们要研究的“视觉欺骗”有什么关系呢？

虽然研究对象非常简单，如果我们足够细心的话，也能够发现有趣的东西。比如那个左右两边各有一个长条，小球在中间弹来弹去的乒乓游戏，乍看起来没有丝毫奥妙，但是请仔细想一想：长条代表球拍还好说，那个白色块状物为什么能够被认为是个“球”呢？众所周知，电子游戏在处理显示问题的时候是把屏幕分为X x Y个小块，再对它们分别进行着色；这就意味着在屏幕上永远也不可能出现真正的圆形。可能有人会说：“这有什么奇怪？方块足够小罢了。”这的确是个原因，但不是根本原因；根本原因是人的视觉机制。人总是有把杂乱的东西“解释”成熟悉的东西的倾向；因此，面对公众把某星球表面的某个区域“像个人脸”（或是别的什么东西）作为“外星人存在”的证据的看法，科学家总会付之一笑的。除此之外，最有代表性的例子就是东西方古代都有的所谓“星座”了——既然能从七颗星中看出勺子或是大熊的一部分，把一个按解析法构造的低分辨率图形看成是个圆形也决不是什么奇怪的事。不过不要小看这一点：想象一下，如果你不具备这种“视觉联想”，看到屏幕上的图形只会把它们认做点阵而不是熟悉的图像的近似，那在和人PK拳皇的时候还会有什么乐趣可言（当然这种假设前提是不存在的，除非能有什么科技让人附身在其它动物上）？所以说，这种看似简单从而极易被忽略的视觉欺骗，其实是整个二维游戏世界——也包括三维，如果三维图形也要通过在二维屏幕上的映射表达的话——的基础。其实说得远点，没有视觉联想的存在，人类世界中根本就不会有所谓的“艺术”（视觉艺术）远点，没有视觉联想的存在，人类世界中根本就不会有所谓的“艺术”（视觉艺术）。

大家都知道，在游戏中对可以移动的动画形象（通常成为Spirit）和背景（自然是Background）是分别处理的；因为如果对屏幕上的东西一一进行处理的话会大幅度降低程序执行的效率，而早期游戏机的机能是相当有限的。这样，游戏的重点就被放在了Spirit身上，因此早期的游戏（如Pacman之类）大都是固定背景的。（即使是初学编程的人也知道，在没有硬件级支持的情况下，编写一个固定背景的“弹球打砖块”连一个小时也用不了；反过来说，如果要考虑可移动背景的话就要麻烦得多了。）但是问题在于，游戏的乐趣很大一部分是由于适度的复杂性，换言之游戏发展的趋势之一便是复杂化；而要提高复杂性，就要扩大游戏的场景，于是带有卷动背景（卷轴）的游戏就必然要出现。不管诸位是否意识到，卷轴本身就是一种典型的视觉欺骗，其根据是一种很常见的物理现象：在一个封闭的房子里，如果通过一个窗口看到外面有一个物体在做匀速直线运动，那么根本无法确定运动的是自己所在地房子还是那个物体。然而，如果看到外边运动的不是一个物体而是整个场景，那么我们通常就会认为是自己在做运动，因为整个场景是不可能自己运动的。——这里的所谓“运动”当然指的是以地面为参考系的相对运动。——卷轴利用的正是这一点：在大小蜜蜂（谁翻译的？）等游戏中，尽管理智可以告诉我们在屏幕上移动的是星空而不是那些小飞船，但在我们的“感觉”只能是“飞船在星空中移动”，因为在我们的常识里星空是不会移动的，尽管在游戏中实际移动的偏偏就是星空。

可以说，卷轴的道理虽然简单，但是却十分基础：由于游戏“模拟现实”的本质属性（同时包括了对庞大背景和突出中心人物的要求），“卷轴”的概念是不会消失的。3D里虽然没有卷轴，但依然有卷轴带来的“世界并不仅限于屏幕上能表现的部分”的要素，就像3D里没有位图但仍然有用近似法造出的角色一样。（同样，伽利略变换还是成立的……说笑罢了。:）

当然，就像位图变得越来越大越精美（当然在技术上有可能是“拼凑”成的）一样，卷轴在游戏中的地位也在不断得到强化。从FC的单卷轴到MD的双重卷轴再到SFC（SNES:）的五重卷轴，这种变化趋势的原因是什么？同样，还是“视觉欺骗”在起作用：火车中，由于视角的缘故，我们总是会感觉近的景物相对运动比较快，而远的景物则比较慢。（被认为处于无穷远处的各种天体则看上去就像永恒不动一样。）一快一慢的双重卷轴由于模拟了这种现象，欺骗了视觉，就造成了有“立体感”的效果；当然还有各种巧妙的运用手法能更充分地发挥卷轴的效果。难以想象如果3D没有出现的话，卷轴技术会发展到什么程度（笑……）。

当然，传统的2D游戏中的视觉欺骗绝不止上面两种；但是由于篇幅的关系，实在不得不挂一漏万啦（除非编辑大人允许连载……咱念，咱念）。

现在

从统计学角度来讲，94、95年后游戏界就步入了3D时代，直到现在，而且必然还要持续一段（也许是相当长的）时间。想象一下2D游戏持续了多少年？3D的发展有目共睹，单是多边形数就翻了百倍；但无论如何，3D的基础是不变的，那就是“映射”。

我们所处的世界是三维的，而屏幕是二维的；如何在二维上表现三维呢？绘画、电影用的手法是模拟人眼的机制，也就是“表现所有应该被看见的”，当然是采用光学手段。而“无中生有”的游戏就不一样了，采用的手法简单地说，是先建立三维世界的模型，再设法把模型映射（或叫投影、射影，Map）到一个有限的二维面（屏幕）上。这种视觉欺骗使用的手法再不是利用人类本身的视觉机制，而是立足于“模拟现实”手法的更新，因而可以说是革命性的；这也就是我们把3D技术作为“过去”和“现在”分界线的原因。

3D中的视觉欺骗不像2D：后者采用各种五花八门的技术作出不同的效果，相互之间差别很大而且没什么联系；而3D中视觉欺骗的目的非常明确，那就是最精确地完成从三维到二维的映射过程（这可不是一个射影定理就能搞定的啊）！身为二十一世纪的同志，诸位对种种3D技术的了解可能比在下更多：Alpha渲染、Z缓冲、动态模糊、光线跟踪、全局照明、空间扭曲……（篇幅，篇幅。-_-..）哪个最重要自在人心，不过在下认为，最基本的还应该说是贴图！为什么呢？——使用3DSmax的体会。（众倒）

除去这些“大路货”的技术（注：如果站在编程角度则其实是很高深的），3D游戏里也有一些多姿多彩的视觉欺骗手法；原因大多是由于现有的机能不足以完美地完成映射，于是不得不采用一些“耍花枪”的技巧。这里面做得特别成功的，在下认为应该是生化危机、最终幻想等游戏中“二维背景，三维人物加分镜头”的做法：事先用工作站级的机器将背景建模渲染，然后把这些二维图像储存起来作为背景；至于人物、物品、动态效果（如火焰）等则是即时生成的三维模型在二维屏幕上的映射。再穿插上高质量的CG动画，PS这种486级的机器（当然其实要比486强，但还及不上Pentium）都能表现出电影般的效果！当然如果运用不当的话可能出现糟糕的效果，但那不是技术本身的问题。考察一下恐龙危机的第一部和第二部，会发现（在机能不足的情况下）这种手法的效果还是相当棒的。

——以上说的全是3D，原因是2D中的种种视觉欺骗手法实在是已经到了黔驴技穷的地步，很少看到什么新花样了。但这并不意味着2D没有在技术发展中沾光：看看Capcom Vs SNK，其画面非常华丽；但是它究竟华丽在哪里？除了火花的特效3D化之外，很重要的一点就是“半透明”起到的作用。其实屏幕只有一层，出现两层图像是根本不可能的；但是通过对两种颜色（前景、背景）进行插值计算却可以欺骗人的视觉，达到所谓“半透明”的效果。顺便说一句，通过对物体边缘的颜色和背景色插值，还可以产生边缘柔化的效果；在游戏里虽不常见，但在电脑上需要扩大分辨率的场合（如放VCD、玩模拟器等）时，使用还是很频繁的。

对未来的展望

这里说的未来，不是说多边形到了多少多少的时候；到了现在，人们都应该认识到多边形数并不说明任何问题，何况基于曲面技术的画质更在多边形之上。在下认为，就像3D之于2D来讲是质变一样，未来的游戏，应该以最大限度的“模拟现实”为目标。套用时下流行的名词，应该是“虚拟现实”。只有全新的技术，才能把视觉欺骗提升到前所未有的高度。

首先是所谓180度环形屏幕。对这个大家应该很熟悉，因为应用颇为不少；不过我们还是要从头开始分析。无论是电视还是电影（以及电子游戏），一个巨大的不足就是屏幕大小填不满人类的视野。通过日常的生活经验，我们知道要想通过视觉让人产生“身临其境”的感觉，必须要让他视野所及的地方都看到图像；16:9大屏幕电视、宽银幕电影都是为了尽量满足这个条件而生的产物。在进一步便是环形电影，然后是穹隆形电影；出于成本的原因这种技术还远远算不上成熟，充其量不过是让人看个新鲜罢了。至于电子游戏方面，除了有铁之辈的背投电视、投影仪（或者把头凑到电视机二十厘米之内，如果想自杀的话），只有街机才能稍微走得远些：三个屏幕成角度地拼凑起来，投影在凹面镜，等等等等。不过从发展的角度来看，除了封闭框体之外，头戴式环形电视也是可行的方案之一（事实上头盔很可能会是虚拟现实设备最不可或缺的标准设备之一）。眼下除了技术上的问题，封闭的眼镜电视实在太容易引起视觉疲劳，而疲劳正是形成近视等眼科疾病的原因；不过不管怎么说，这种设备实在是终极的视觉欺骗方向之一。

除此之外还有基于立体视觉的技术。众所周知，所谓立体视觉，就是因为人脑对两只眼睛看到不同景物的调节的产物，使得人在认为两眼看到东西相同的同时，还能判断出该物体距离自己的远近。因此这个技术说白了就是让人两眼看到不同的东西。眼下的基于3D眼镜的3D书刊、电视、电影采用的是偏振光原理，也就是让3D眼镜的左右镜片从同一媒体接受到不同的视觉信息；因此要想在这方面发展，可以说问题并不是很大。如果眼镜电视发展了，让人两眼看到不同的东西便更不是问题；这也是一种终极的视觉欺骗方向。

上面两种方案的结合可以说是完美的，不过我们并不一定要走发展自电视、电影的老路。全息摄像机也是一个相当诱人的前景，就像星球大战里的那种看得见人的电话一样。这种技术是将抽象三维模型映射到一个三维的屏幕，而不是传统的二维屏幕；这将是一种不同于上文所述的新的终极视觉欺骗。全息相机在现实中是存在的，虽然我们很少接触过这类东西；不过很多科幻体裁的电影、游戏里都有这种东西出现，让人感觉全息技术出现在人类生活中的日子也未必非常遥远。（众：那时间机器呢？外星人呢？……）

虚拟现实的最终级方案不仅仅是视觉欺骗而已，而是直接作用于人脑的机器。这种东西目前还停留在胡说八道的阶段，不过发展的前景嘛……到时候人类可能就真的要质疑存在的真实性了。

六月

2002 10