微軟如何造出一個虛擬星空

責任編輯:王李通

2015-01-17 09:47:44

摘自:虎嗅網(wǎng)

王爾德說:我們生活在陰溝里,卻仍有人仰望星空。遇到Jim Gray之后,Curtis Wong認為這是一個圓他多年天文夢想的機會——不僅是圖像的簡單集合,而是給每一個孩子一個可視化的宇宙。

這才是情懷!微軟“黑科技”造出一個虛擬星空

王爾德說:我們生活在陰溝里,卻仍有人仰望星空。如今,這句感嘆依舊代表某種程度的正確,但這位19世紀的英國紳士有所不知:在一百多年后的東方“帝都”,當困于陰溝中的年輕人們試圖仰望星空,星空卻斑斕不再,抬頭所見,唯有隔三差五做客的霧霾君。

城市的膨脹為星空蒙上一層桎梏,面對于此,技術(shù)可以做些什么?以盛產(chǎn)“黑科技”聞名的微軟研究院給出了一個奇幻的答案:透過一架由大數(shù)據(jù)拼接起來的虛擬望遠鏡——萬維天文望遠鏡(WorldWide Telescope,WWT),將這片璀璨的星空整個虛擬化,之后裝進你的電腦里——嗯,王爾德老師聽到后估計整個人都不好了。

事實上,如同人類各方面數(shù)據(jù)的井噴,在并不漫長的歲月里,科學數(shù)據(jù)同樣發(fā)生了爆炸式增長。數(shù)十年來,人類用自己眼睛的延伸——望遠鏡,勾勒出了一幅龐大的“數(shù)字天空”,這促生了全新的知識發(fā)現(xiàn)模式,科學資源的利用和管理也愈加有賴于信息化技術(shù)和手段,而虛擬天文望遠鏡即是人類為應對海量數(shù)據(jù)下天文學研究所面臨的挑戰(zhàn),提出的一套解決方案。

在不少人眼中,無論對于專業(yè)學者還是愛好者,亦或是任何一個對星空飽含敬畏之心的人來說,天文學的數(shù)字化都是一次巨大的轉(zhuǎn)折和契機。畢竟,星空近在眼前,卻也無遠弗屆,當技術(shù)還無法讓頭頂?shù)男切亲兞?,至少可以讓它換一種姿勢帶你去向更遠方。

數(shù)字宇宙的由來

那么萬維天文望遠鏡(WWT)究竟是個啥?簡單而言,它本質(zhì)上是資源的再次融合,WWT借助龐大的數(shù)據(jù)庫,利用圖像和可視化技術(shù),將這個世界上各大知名天文望遠鏡——如美國宇航局(NASA),哈勃空間望遠鏡(HST),斯隆數(shù)字化巡天(SDSS)和錢德拉X射線天文臺,以及普通天文愛好者拍攝的照片和觀測數(shù)據(jù),通過微軟的一套視覺體驗引擎(Visual Experience Engine,VEE),加工處理為一個統(tǒng)一的“無縫數(shù)字宇宙”。用戶只需輕滑鼠標,便能夠“操縱”一臺漫無邊際的虛擬望遠鏡。你可以如同魔毯一般,平移或縮放星空,在地球、行星、太陽系、星空之間完成虛擬世界的星際穿越。

除此之外,WWT還提供了一個交互式知識共享和學習環(huán)境,用戶只要點擊鼠標,便可以與自己感興趣的那個目標相關(guān)的信息資料產(chǎn)生聯(lián)系。更具個性化的是,WWT還配備了注解、動畫、旁白和配樂等功能,這意味著,每位用戶可以在虛擬宇宙之中敘述一個自己虛構(gòu)出來的故事,并可與他人分享,或者下載別人制作的故事。

另外,微軟亞洲研究院學術(shù)合作部經(jīng)理吳國斌向《時間線》介紹,WWT還可以與微軟其他的“黑科技”產(chǎn)生連接——譬如體感設備Kinect,據(jù)說借助后者,用戶通過手勢即可縮放、翻轉(zhuǎn)、移動WWT的視角,在一定程度上完成數(shù)字宇宙的斗轉(zhuǎn)星移。

嗯,聽起來蠻炫酷,但事實上,WWT已經(jīng)算是技術(shù)世界的一位長者了。早在2008年5月,微軟就正式對外免費發(fā)布了WWT。而倘若追溯這項技術(shù)的源頭,還要回到更加遙遠的1993年,這一年,一位叫做Curtis Wong的開發(fā)者參與了一項名為John Dobson s Universe的國家級項目,旨在以故事驅(qū)動的方式探索宇宙,并以CD-ROM光盤的形式展示給公眾,但遺憾的是,該項目半路夭折。

轉(zhuǎn)眼到了2002年,Curtis Wong進入微軟研究院工作,并結(jié)識了著名數(shù)據(jù)庫專家,也是圖靈獎獲得者Jim Gray。Jim是首批意識到大數(shù)據(jù)將會對人類科學研究產(chǎn)生重大影響的人之一,并使用龐大的天文數(shù)據(jù)集與可視化技術(shù)進行合作(關(guān)于Jim Gray,他有一個傷感卻又傳奇的人生結(jié)尾:2007年,Gray獨自航向法拉倫島,目的是將母親的骨灰灑向大海,但他的船卻失蹤了,至今杳無音訊,這個一生都致力于將人與人連通起來的天才就此與所有人失去了聯(lián)系)。

遇到Jim Gray之后,Curtis Wong認為這是一個圓他多年天文夢想的機會——不僅是圖像的簡單集合,而是給每一個孩子一個可視化的宇宙。

轉(zhuǎn)眼又過三年,Curtis Wong招募了軟件工程師亦是天文愛好者的Jonathan Fay,Jonathan曾從事過利用瀏覽器開發(fā)天體3D地圖——如月亮和火星的研究,Curtis認為這項研究可以應用于他心中幻想的終極虛擬望遠鏡,組織并可視化天文數(shù)據(jù),同時提供可互動的故事化敘事能力——事實上,用天上的星星講故事,一直就是Curtis Wong的少年之夢,在洛杉磯長大的他,兒時就時常會仰望星空,遐想跨越星星之間的奇妙旅程。

WWT在中國

在地球的另一端,中國河北省高陽縣東緒口村——華北平原上一個很難在地圖上尋覓到的小村莊,還是少年的崔辰州也沉迷于仰望這同一片星空。他從小學自然課本中接觸到貧瘠的天文學知識,但在更為貧瘠的農(nóng)村,熱愛星空的唯一方式就是用肉眼看看它,直到上大學之后,崔辰州才接觸到天文望遠鏡,而憑借對于天文學的天分和勤奮,他最終在國家天文臺找到了一份“與星星距離最近”的工作。

或許是感同身受,年少的經(jīng)歷讓崔辰州意識到:在中國,有許多內(nèi)心“不安分”的孩子對星空充滿好奇,渴望深入了解頭頂上的一片未知,卻最終難以如愿。“以前主要受制于家境貧寒,觀測器材貧乏,現(xiàn)在則更多因為城市光污染和嚴重霧霾。”崔辰州告訴《時間線》。

種種機緣,當WWT在美國一經(jīng)發(fā)布,已加入國家天文臺的崔辰州就開始與微軟研究員進行聯(lián)系,并撰寫文章,將這一當時陌生的技術(shù)介紹給中國天文學界。“除了美國本土之外,中國基本上跟進是最緊的。”談及于此,崔辰州顯得頗為自豪。

而在這位“收集過三百多款天文軟件”的行家眼中,“之前的這些軟件大多都有一個共同問題,由于要發(fā)行和下載,數(shù)據(jù)都太小了,最多也就是一張CD或者DVD,而WWT目前下載也就一百兆左右,但背后數(shù)據(jù)可以說是無窮無盡,現(xiàn)在WWT只是一個客戶端,或者說只是一個用戶界面,真正的資源存在 云 里。”

帶著這份欣喜,以及對WWT在中國生根的期許,2008年11月3日,在微軟亞洲研究院十周年慶典上,中文版WWT 首次亮相。

事實上,在不少接觸過WWT的人眼里,它也許只是一款天文軟件,但在崔辰州看來,WWT真正的“威力”是其可驅(qū)動球幕的特性——用戶可以將自己編寫的宇宙故事投射在球幕上——嗯,一種另類、非大眾化的硬軟件結(jié)合方式。

2012年春天,在參觀重慶石新路小學時,崔辰州無意中發(fā)現(xiàn),一座閑置建筑具備改造成WWT互動式天象廳的絕佳條件。吳國斌也向記者表示:“如果是傳統(tǒng)天象廳的話,造價可能是幾百萬上千萬的規(guī)模,如果基于WWT做數(shù)字天象廳,造價一下子就下來了。”于是,崔辰州抓住這靈光一現(xiàn)的念頭,經(jīng)過與相關(guān)部門和微軟研究院的合作,一年多之后,中國首個WWT驅(qū)動天象廳在石新路小學揭幕,這一由6個高分辨率投影儀供應的8米高圓頂設備,可以讓學生身臨其境地在天象廳中觀測和學習天文知識,而且有機會親手制作展示內(nèi)容,將自己構(gòu)建的小小太空故事,勾畫在穹頂之上,講給其他小伙伴聽。“有幾個同學僅花了不到3天時間就做出一個不錯的月球漫游,其中還提到已經(jīng)升空的嫦娥三號。”崔辰州告訴《時間線》,“我們也正在努力建設一個WWT的生態(tài)系統(tǒng),比如在過去幾年做過很多次的教師培訓,通過教師又培養(yǎng)了很多學生,也在做相關(guān)課程的開發(fā),希望這是一個良性循環(huán),用戶越來越多,需求越來越大,軟件開發(fā)和資源建設都會相互促進。”

除此之外,吳國斌則向《時間線》透露:2015年,WWT也許將成為一個真正的開源社區(qū)。畢竟,哪怕面對的是一個虛擬化的浩蕩星辰,憑借一個公司或者極少數(shù)開發(fā)者的力量非常有限,倘若放在社區(qū)里,讓更多專業(yè)天文學者和愛好者貢獻資源,無疑會對軟件的開發(fā)大有裨益——要知道,開源似乎已不再是一種理論,而更像是世界運行的一種方式,它也同樣適用于人類的“虛擬星空”大業(yè)。

好吧,那么問題來了:將這片星空虛擬化,讓更多的孩子打破各種現(xiàn)實的枷鎖,全方位的了解宇宙究竟意味著什么?畢竟包括微軟和Google在內(nèi)的IT巨頭都在干這件事。

先不扯哲學。記得科幻作家劉慈欣曾一針見血地指出:如今IT技術(shù)的迅猛發(fā)展,造成了一種人類各方面都在進步的假象:“事實上,人類在除IT以外的其他技術(shù)領(lǐng)域,自上世紀60年代以來并無太多突破性的進展,這在航天領(lǐng)域尤其明顯,在阿波羅登月以后的幾十年,航天技術(shù)的大部分基礎技術(shù)方面都無重大突破,只是在原有基礎上修補完善。”

嗯,就像互聯(lián)網(wǎng)掩蓋了人類其他領(lǐng)域技術(shù)進步緩慢一樣,在更為現(xiàn)實的意義上,倘若更多孩子的電腦里除了Facebook和Twitter——這些局限于人與人相互連接的應用之外,也能有一些包括WWT和Google Sky在內(nèi)的能與更為廣闊事物相連接的應用——換句話說,當孩子們輕點鼠標,去向的除了好友頁面,也可以是另一個星球,想必也是極好的,而這件事由IT巨頭們牽頭,也是再合適不過了。

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