未來超級電腦有望實(shí)現(xiàn)黑客帝國式虛擬世界
新浪科技訊 北京時間4月7日消息，據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志報道，超級計算機(jī)能否建立科幻電影《黑客帝國》般的虛擬世界呢？紐約布克海文國家實(shí)驗(yàn)室(BNL)的邁克爾·麥克圭根認(rèn)為，在未來幾年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)虛擬世界現(xiàn)實(shí)化，其逼真性完全能夠“以假亂真”。
1950年，“現(xiàn)代計算機(jī)科學(xué)之父”艾倫·圖靈提出一種“圖靈測試”(Turing Test)，這是測試機(jī)器是否具備人類智能的判斷原則。其具體原理是：假設(shè)目前有一臺計算機(jī)，其運(yùn)算速度非?？?、記憶存儲和邏輯運(yùn)算能力也超過了人類大腦，同時該計算機(jī)通過編寫智能化程序，可提供大量數(shù)據(jù)資料，使計算機(jī)完成一些人性化的工作。當(dāng)該計算機(jī)進(jìn)行圖靈測試時，它回答問題測試如果區(qū)分了人類與計算機(jī)之間的差別，那么它就不具備人工智能；相反，計算機(jī)在回答問題時已將機(jī)器與人類混淆，那么它就具備人工智能。
基于圖靈測試，目前科學(xué)家提出了“圖形圖靈測試”(Graphics Turing Test)，這是視覺和交互的虛擬辨析。麥克圭根說，“通過實(shí)現(xiàn)虛擬的視覺交互，你可以控制和旋轉(zhuǎn)一個物體，比如這種虛擬現(xiàn)實(shí)可以呈現(xiàn)出真實(shí)的情景。”
賦予圖像真實(shí)的生命
雖然當(dāng)前的計算機(jī)能夠生成人工虛擬場景和結(jié)構(gòu)，足以混淆人類視覺，類似這樣的逼真人工虛擬成像需要計算機(jī)運(yùn)算處理數(shù)個小時。麥克圭根稱，通過圖形圖靈測試的關(guān)鍵性技術(shù)結(jié)合計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的圖像現(xiàn)實(shí)主義，可呈現(xiàn)虛擬圖像的真實(shí)連貫性，達(dá)到30幀/秒的動態(tài)成像速度。
麥克圭根指出，紐約布克海文國家實(shí)驗(yàn)室的世界上最快超級計算機(jī)Blue Gene/L可以建立人工虛擬世界。Blue Gene/L有18個組件架，每層組件架上有2000個標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)處理器，由此提供強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力。它可提供每秒103萬億“浮點(diǎn)運(yùn)算”。
麥克圭根研究超級計算機(jī)有能力模擬光線和物體的交互反應(yīng)，這是實(shí)現(xiàn)任何虛擬世界模仿真實(shí)性的重要組成部分。他發(fā)現(xiàn)Blue Gene/L超級計算機(jī)運(yùn)行常規(guī)光線跟蹤軟件的速度是普通計算機(jī)的822倍，即使該軟件不能實(shí)現(xiàn)超級計算機(jī)并行處理的最優(yōu)化，但可將模擬的自然光線實(shí)時連貫呈現(xiàn)。
超級計算機(jī)仍需多年才能通過圖靈測試
麥克圭根說，“最完美的事情就是光線跟蹤成像技術(shù)在人類眼睛中呈現(xiàn)出非常自然的景象。目前有幾款光線跟蹤軟件，我使用多處理器計算機(jī)選擇其中一款軟件便可呈現(xiàn)虛擬成像技術(shù)，但是使用并列處理能力的超級計算機(jī)將實(shí)現(xiàn)更快速的成像，更加現(xiàn)實(shí)逼真。”
雖然Blue Gene/L超級計算機(jī)可以模擬快速逼真地模擬光線路徑，但呈現(xiàn)高清晰圖像的速度仍低于圖形圖靈測試所要求的速度。麥克圭根認(rèn)為，目前超級計算機(jī)通過圖形圖靈測試仍需要幾年時間才可實(shí)現(xiàn)。他說，“通過一項(xiàng)封底計算(back-of-the-envelope calculation)顯示未來幾年內(nèi)該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)，一旦超級計算機(jī)進(jìn)入萬億運(yùn)算等級，尤其是1000萬億等級。”
但是其他科學(xué)家認(rèn)為通過圖形圖靈測試需要更快速的圖形實(shí)時成像。英國謝菲爾德大學(xué)的保羅·里奇蒙德稱，虛擬變現(xiàn)實(shí)并不是那么膚淺簡單，一個人工虛擬物體要表現(xiàn)得非常真實(shí)，除非它以真實(shí)的方式移動，無法蒙蔽人類的眼睛。他說，“真正的挑戰(zhàn)是提供一個實(shí)時模擬成像，包括真實(shí)地模擬行為舉止。”
模擬流動性是面臨的棘手難題
英國劍橋大學(xué)馬克·格倫蘭德說，“我期望能夠看到俄羅斯芭蕾舞的虛擬表演，攝像師將芭蕾舞演出作為虛擬主題進(jìn)行圖片拍攝，然后再經(jīng)過超級計算機(jī)和軟件的加工處理。”他指出，圖形圖靈測試并未詳細(xì)明確指定哪些場景和事物可以轉(zhuǎn)換成為虛擬世界。如果要實(shí)現(xiàn)將廣泛的現(xiàn)實(shí)物體轉(zhuǎn)換成為虛擬世界，目前我們要經(jīng)過多年的測試才可實(shí)現(xiàn)。但是圖形圖靈測試的通過并不意味著虛擬世界很快就可以成為現(xiàn)實(shí)。 #p#page_title#e#
麥克圭根也承認(rèn)這項(xiàng)虛擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)存在著一些挑戰(zhàn)，他說，“虛擬流動性是非常困難的，你必須確信什么時候物體進(jìn)入虛擬世界，并且保證虛擬效果的流動暢通性，這是非常重要的。
他樂觀地認(rèn)為動畫軟件能夠勝任這項(xiàng)任務(wù)，目前一些先進(jìn)的動畫軟件可呈現(xiàn)動感流暢的光線，該技術(shù)可應(yīng)用于呈現(xiàn)虛擬世界
