科技 未来超级电脑有望实现黑客帝国式虚拟世界

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http://www.sina.com.cn 2008年04月07日 13:30 新浪科技


电影《黑客帝国》海报




电影《黑客帝国》海报



　　新浪科技讯 北京时间4月7日消息，据英国《新科学家》杂志报道，超级计算机能否建立科幻电影《黑客帝国》般的虚拟世界呢？纽约布克海文国家实验室(BNL)的迈克尔·麦克圭根认为，在未来几年内将实现虚拟世界现实化，其逼真性完全能够“以假乱真”。

　　1950年，“现代计算机科学之父”艾伦·图灵提出一种“图灵测试”(Turing Test)，这是测试机器是否具备人类智能的判断原则。其具体原理是：假设目前有一台计算机，其运算速度非常快、记忆存储和逻辑运算能力也超过了人类大脑，同时该计算机通过编写智能化程序，可提供大量数据资料，使计算机完成一些人性化的工作。当该计算机进行图灵测试时，它回答问题测试如果区分了人类与计算机之间的差别，那么它就不具备人工智能；相反，计算机在回答问题时已将机器与人类混淆，那么它就具备人工智能。

　　基于图灵测试，目前科学家提出了“图形图灵测试”(Graphics Turing Test)，这是视觉和交互的虚拟辨析。麦克圭根说，“通过实现虚拟的视觉交互，你可以控制和旋转一个物体，比如这种虚拟现实可以呈现出真实的情景。”

　　赋予图像真实的生命

　　虽然当前的计算机能够生成人工虚拟场景和结构，足以混淆人类视觉，类似这样的逼真人工虚拟成像需要计算机运算处理数个小时。麦克圭根称，通过图形图灵测试的关键性技术结合计算机软件实现的图像现实主义，可呈现虚拟图像的真实连贯性，达到30帧/秒的动态成像速度。

　　麦克圭根指出，纽约布克海文国家实验室的世界上最快超级计算机Blue Gene/L可以建立人工虚拟世界。Blue Gene/L有18个组件架，每层组件架上有2000个标准计算机处理器，由此提供强大的运算处理能力。它可提供每秒103万亿“浮点运算”。

　　麦克圭根研究超级计算机有能力模拟光线和物体的交互反应，这是实现任何虚拟世界模仿真实性的重要组成部分。他发现Blue Gene/L超级计算机运行常规光线跟踪软件的速度是普通计算机的822倍，即使该软件不能实现超级计算机并行处理的最优化，但可将模拟的自然光线实时连贯呈现。

　　超级计算机仍需多年才能通过图灵测试

　　麦克圭根说，“最完美的事情就是光线跟踪成像技术在人类眼睛中呈现出非常自然的景象。目前有几款光线跟踪软件，我使用多处理器计算机选择其中一款软件便可呈现虚拟成像技术，但是使用并列处理能力的超级计算机将实现更快速的成像，更加现实逼真。”

　　虽然Blue Gene/L超级计算机可以模拟快速逼真地模拟光线路径，但呈现高清晰图像的速度仍低于图形图灵测试所要求的速度。麦克圭根认为，目前超级计算机通过图形图灵测试仍需要几年时间才可实现。他说，“通过一项封底计算(back-of-the-envelope calculation)显示未来几年内该技术可以实现，一旦超级计算机进入万亿运算等级，尤其是1000万亿等级。”

　　但是其他科学家认为通过图形图灵测试需要更快速的图形实时成像。英国谢菲尔德大学的保罗·里奇蒙德称，虚拟变现实并不是那么肤浅简单，一个人工虚拟物体要表现得非常真实，除非它以真实的方式移动，无法蒙蔽人类的眼睛。他说，“真正的挑战是提供一个实时模拟成像，包括真实地模拟行为举止。”

　　模拟流动性是面临的棘手难题

　　英国剑桥大学马克·格伦兰德说，“我期望能够看到俄罗斯芭蕾舞的虚拟表演，摄像师将芭蕾舞演出作为虚拟主题进行图片拍摄，然后再经过超级计算机和软件的加工处理。”他指出，图形图灵测试并未详细明确指定哪些场景和事物可以转换成为虚拟世界。如果要实现将广泛的现实物体转换成为虚拟世界，目前我们要经过多年的测试才可实现。但是图形图灵测试的通过并不意味着虚拟世界很快就可以成为现实。

　　麦克圭根也承认这项虚拟技术的实现存在着一些挑战，他说，“虚拟流动性是非常困难的，你必须确信什么时候物体进入虚拟世界，并且保证虚拟效果的流动畅通性，这是非常重要的。

　　他乐观地认为动画软件能够胜任这项任务，目前一些先进的动画软件可呈现动感流畅的光线，该技术可应用于呈现虚拟世界。(魏 冬)