彻底改变世界

沈建苗

接下来几年会出现几大突破性技术，比如三维电视、HTML5、通过Wi-Fi传输视频、超高速USB以及移动“增强现实”技术。这里预先介绍它们各自的功能以及工作原理。

趁喝杯茶的间歇，我在千兆无线连接的平板电脑上轻轻敲击几下，在超薄型的壁挂式高清电视上调出一部三维电影。媒体服务器通过超高速USB连接，把电影流式传输到无线高清发射器，然后发送器把电影发送到电视机上。

那个男演员是谁呢?我那副采用增强现实技术的隐形眼镜捕捉到了我有疑问时所作出的独特的眼球运动，然后将查询请求输入到出现在眼前的虚拟键盘上。突然，我的视野被一个网页所占满，网页显示了该演员出演过的一系列电影，还有一些嵌入的视频片段。

这些技术会在遥远的将来成为现实吗?它们会出现在并不遥远的将来。

速度与内容(以视频居多)在手机、笔记本电脑、台式机和家庭娱乐系统上经常会如影随形。使用视频的新方法(包括添加三维景深或人工视觉叠加)将需要更快的速度、更大的存储容量以及更强的计算功能。

在这里预览介绍的阔步迈向现实的诸多技术中，我们逐一分析了这几项新技术：USB 3.0、802.ilac和802.11ad等连接技术，用于更快速地传输媒体(尤其是视频)；HTML5，用于在所有的设备上显示视频及各种内容；增强现实，看看数字世界会怎样通过用图形和文本叠加到我们看到的场景上，以此延伸到实际现实；以及三维电视，将为电视观看体验增添图像景深和逼真度。

技术1USB 3.0

情景构想：你在下班之前，需要备份电脑上的内容。你摁下按钮，五分钟后，就在你还在整理东西之际，电脑已经把150GB的数据倒到了经过加密的512GB超高速固态硬盘上；取出固态硬盘后，可放在异地进行备份。在回家路上，你顺便到了快餐店外面提供电影下载服务的售货亭跟前，买一部在削价出售的正片长度的三维电影。你插入固态硬盘，售货亭开始读取你的资料；你在观看90秒长的新片预告时，30GB大小的视频已传送到了你的固态硬盘上。你拨出硬盘后赶回家。

USB也许是今日电脑和移动设备里面最不显眼的技术之一，但速度提高了十倍，速度之快令人刮目相看。这项标准消除了电脑所需的其他大多数线缆，不火才怪。还有望传输未压缩视频，简直让人乐翻了。

若使用USB 3.0，凡是需要在电脑和外没之间传输数据的任务——不管是扫描文件、打印文件，还是传输文件，速度都会大幅提升。在许多情况下，你还没有回过神来，数据就已经完成传输了。

3.0版本的USB被USB实施者论坛(USB-IF)负责测试和许可工作的一些人称为超高速USB(SuperSpeed USB)，它很快会带来超过每秒3.2Gbps的实际传输速率。这样的传输速率将使USB 3.0比其他常见桌面外设标准(有些版本的DisplayPort和日渐失宠的eSATA除外)快五至十倍。

此外，USB 3.0可以同时双向传输高速数据，这比USB 2，0的“半双工”(每次只能单向传输)速率有了提升。USB 3.0插口能插USB1.0和2.0插头，确保向后兼容，但3.0线缆只能与3.0插口配合使用。

这项技术有望改变设备连接领域的游戏规则。如今一台现代台式机配备的插口可容纳：以太网、USB2.0、火线400或800(IEEE 1394a或139410)或两者、DVI或DisplayPorf或两者；有些还可以容纳eSATA。而USB 3.0有望丢弃以太网之外的所有这些插口。取而代之的是，一台电脑可能有好几个USB 3.0端口，把数据传输到显示器，从扫描仪获取数据，以及与硬盘交换数据。提速来得正是时候，因为速度大大提高的闪存驱动器已在生产中。

USB-IF总裁兼主席IeftRavencraft表示，USB3.0的速度非常快，足够以每秒60帧的速度传输未经压缩的1080p视频(目前这是清晰度最高的视频格式)。这样，摄像机就可以省下视频压缩硬件和MPEG-4方面的专利许可费。用户可以从功能简单的摄像机实时传输视频(不需要视频处理)，或者把视频存储到内部驱动器上，便于以后快速传输；要是不进行大幅压缩，这些方法都无法实现。一些分析师提到USB 3.0的广泛用途时认为，该标准有望补充、甚至取代如今蓝光播放机上的消费级HDMI连接。

新的USB版本还有望把电脑变成名副其实的充电站。USB 2.0可为每个端口提供100毫安(mA)的涓流充电，而USB 3.0可把这个值提高到每个设备150毫安。USB 2.0最多只能为集线器充电500毫安，而USB 3.0的最大值达到了900毫安。

由于手机积极支持USB作为充电及同步的标准插口(欧洲和亚洲在这方面正阔步前进)，美国运营商最近也承诺会亦步亦趋，充电功能更强的USB 3.0有望丢弃各种各样的“壁瘤”(交流电适配器)。

鉴于3.0版本的USB更重要、应用更广泛，将来的台式机很可能有两个内部集线器，很容易从正面操作使用的几个端口充当充电站。每个集线器最多可能有六个端口，确保电流能够充足。与此同时，笔记本电脑可能会成倍增加USB端口的数量，以便更好地充电、路上使用。(苹果公司的Mac Mini已经在背面配备五个USB 2.0端口)。

USB 3，0的更高速率当然会加快数据传输速度，每分钟可传输20GB以上的数据。这样一来，对数量越来越庞大的图像、电影和下载媒体进行备份(以及维持异地备份)轻松了许多。

这项技术新的潜在应用包括：实时动态的同步和下载。USB-IF的Ravencraft强调，客户到时在加油站加油时可以下载电影。他说：“即便使用高速USB 2.0，人们也无法在等汽车加油的15分钟内下载完一部电影。”

生产厂商必然会充分利用USB 3.0的优势；分析师们预测，这项标准有望几年内在电脑上得到大规模采用。这种格式还会普遍出现在移动设备和消费类电子产品上。Ravencraft表示，厂商们目前每年销售的内置USB的电子设备超过20亿个，所以这项新标准大有希望迅速普及开来。

技术2通过Wi－Fi传输视频流

情景构想：你回到家里——高清三维电影存储在闪存驱动器上，把该驱动器插到笔记本电脑，即可通过千兆Wi-Fi连接把电影传输到你的网络文件服务器上。几分钟后，电影已准备好通过60GHz无线连接，把电影从联网的娱乐中心流式传输到壁挂式高清电视上。

有线以太网获得的数据速率一向高Wi-Fi，但无线标准组织正在不断想方设法帮助Wi-Fi迎头赶上。到2012年，802，11ac和802，11ad这两种新协议无线传输数据的速率有望达到1 gbps或更快。

因而对将来的用户而言，到时多路高清视频流和游戏节目流会在整幢房子和一个房间里面跑得欢畅。中央媒体服务器、蓝光播放机及其他的机顶盒可以放在房间的任何地方，将内容流式传输到任何地方的终端设备。比方说，高清视频显示器只用插上一根电源线，无论在房间什么位置，都能接收到来自蓝光播放机、卫星接收器或电脑的视频—无须使用价钱贵又不雅观的线缆。

802.11ac和802而不同.11ad这两项标准应当非常适合用于家庭，不过它们的应用范围肯定绝不仅限于家庭。其名称体现了技术组织IEEE采用的内部编号方法：802表示网络，11表示无线，一个或多个按顺序的字母表示特定的任务组(难怪会有802.11a、b、g、h、n及其他名称。)

802，11ac将是802.11n的升级版，而802.11n是历经十年的无线局域网(WLAN)技术当中自802.11b以来最新最好的标准。有了802.11ac，无线网络的性能将从600Mbps的理论最大速率跃升至超过1Gbps的标称最大速率。实际上，802.11ac传输的净数据速率可能会在300Mbps至400Mbps之间——这样的容量完全足以在一条信道上同时传输多路压缩视频流。用户也可以指定基于独特频率的每路视频流在众多不同信道上传输。与802.11n一样，802.11ac也将使用多根天线，以无线方式收发数据。

不过，802.11ac版本还是无法具备传输无损高清视频(这种视频完全保留了原始信源的逼真度和质量)的能力。如今，对来自卫星、有线电视或碟片的数据流进行解密或解码处理后，无损视频在有线连接上传输很普遍。将来，相应硬件拿来802.11ac压缩数据流后，可以直接传输给高清电视机里面的解码器；如今一些高清电视机已经具备这种功能。但是如果要以高于1gbps的速率来流式传输未压缩视频，就必须使用速度更快的格式。这时候802.11ad有了用武之地。它弃用了2.4GHz和5GHz频谱波段(如今的Wi-Fi使用这些波段)，改用最近空出来的60GHz频谱。因为60GHz频谱在大多数国家<包括在美国)有大段的频率可供使用，将来可以使用多个不同信道，而每个信道都能传输速率超过1 gbps的未压缩视频。

遗憾的是，组成60GHz信号的毫米波穿透墙壁和家具的本领很差，空气中的氧气又随时会吸收微波能量。所以，802.11ad最适合在位于同一房间的设备之间短距离传输数据。除了支持快速传输视频外，802.11ad还允许以接近USB 3.0的速度——这比蓝牙2的速度整整快1000倍，在设备之间传输文件或同步数据。

三个相互竞争的想法都想使用频谱的60GHz波段，802.11ad规范是其中之一。消费类电子产品公司组成的一家联盟：无线高清(Wireless HD)行业组织致力于将60GHz波段用于视频；无线千兆联盟(WiGig)则考虑将该波段用于网络和消费类设备。有些成员同时是多个组织的成员，因而就有可能制定出一项兼容、可能统一的规范。虽然802.1lad并不专门处理视频，但它会成为一项可兼容多种数据的通用技术。最起码，每家组织会竭力防止干扰对方的正常使用。借助802.11ac与802.11ad组合以及USB 3.0，你就可以在家里随意摆放成批的电脑设备和娱乐装置。USB 3.0和千兆以太网可能连接放在机柜里或桌面上的设备；802.11ac可连接房子对面的成批设备；而802.11ad可以把数据传输到房间里的移动设备、显示器及其他装置。

思科消费类产品部现在包括Linksys的产品，每年交付数百万个Wi-Fi和以太网设备。该部门的技术负责人Allen Huotari表示，家庭网络方面的变化不会来自“家里的任何某一种技术，而是来自骨干网及边缘无线网络方面的两种技术或三种技术——有线及／或无线。”

这意味着与现在相比，使用的线缆会更少，速度会更快，视频播放质量会更高。到2012年，这两种规范都应当会非常普遍。

技术3三维电视

场景构想：把使用主动快门技术的三维眼镜从充电器上拨下，戴上它，急吼吼地想看下载的《绿巨人第五季：弹性布的胜利》，这可是《绿巨人》系列电影的最新作品。你躺在舒适的椅子上，告诉孩子们可以看电影了。孩子们纷纷抓来自己的眼镜，坐下来屏息观看绿巨人出场!

当初电视机厂商推出高清电视时，它们难免会在人人购买一台高清电视后没多久，就在想如何淘汰这项技术。它们的确做到了。三维电视将在家庭视听领域掀起下一波热潮——三维电视实际上就是有部分屯体景深效果的二维画面。

随着三维电影制作和电影放映技术FI臻完善，好莱坞已开始制作改善景深效果的电影库(但数最仍很少)。不过，有望把二维电影合成为三维电影的可行性带来了需求——就像在上世纪80年代，彩色技术增加了某些圈子对黑白电影的兴趣。对基于计算机动画技术的电影而言——比如《玩具总动员》三维版，这是该系列前两部电影的最新改版，已经确确实实用到了三维技术。

三维技术有望提供一种更沉浸式、更加逼真的体验，与你之前看过的几乎任何电影大不相同。在商业影院，三维电影放映通常需要把发生偏振或不同颜色的画面叠加到每一帧上，然后让观众戴上所谓的“被动式”眼镜，可以为每只眼睛呈现不同画面。大脑会把两幅画面合成为通常很逼真的景深效果。

相比之下，家庭三维技术必乎肯定会依赖交换左右画面的办法来获得连续帧效果。120Hz频率(即每秒完成120个刷新周期)下工作的高清电视非常普及，所以已经能够以飞快速度交替左右眼画面，人眼远远跟不上这样的速度。GigaOm公司的分析师AlfredPoor还开有HDTV AIiTlalqac网站，他说现在有了可以进行这种录制的基本行业标准。

观看三维电视屏幕将需要戴上“主动式”眼镜，这种眼镜使用高速闪动的快门来交替进入每只眼睛的画面。现在主动式眼镜价格还很贵，但随着三维技术日渐推广，价格会随之下滑。与此同时，设计人员也在开发研制不需要戴这种眼镜的三维电视。

索尼和松下已宣布计划生产具有三维功能的屏幕；松下最近还展示了一款大屏幕，该公司预计会在2010年交付。与高清电视当初推出时的情况一样，高价的三维电视先打头阵，价格越来越便宜的机型会随后跟上。

制作及播送足够丰富的三维内容以满足消费者的兴趣也许是个更大的难题。Poor强调，电影摄制者目前每年为三维电影制作或改编的正片只有一小部分。但将现有电影做成“合成三维”版电影的技术和手法(使用各种移动摄影、调焦和图案标记来分割画面)有望填补这个空白。

现有的地面有线电视和IP电视网络应当能够播送三维内容。一旦升级到更新的视频压缩技术，这些网

络用来传送普通高清播送节目的带宽将足以播送三维视频内容。卫星可能面临比较大的困难，因为这类系统已经使用最高的压缩级别。

就物理介质播放而言，蓝光碟片可以存储所需数据，三维蓝光播放器已经在规划当中。将来不需要蓝光方面出现根本性变化，所以制定蓝光标准的行业组织现在把注意力集中在兼容性上，比如确保二维电视也能播放三维碟片。

只要三维电视的灵活性足够强，标准问题最终可能不会太棘手。一个行业组织正在致力于确定一些基本参数，就像数字电视被分成了480、720和1080这三种格式，还分逐行扫描和隔行扫描这两种型号。三维电视可能需要支持多种格式，但大同小异：都需要交替画面和一副基于快门技术的眼镜。

Poor预计，三维电视对现有的高清电视而言只是一次小升级。升级后的电视将需要经过改动的显示控制器，以便为每只眼睛每秒交替60幅画面；另外需要向三维眼镜发送同步信息的红外或无线发射器。

技术4移动设备上的“增强现实”

场景构想：你太喜欢在家庭影院系统上看《绿巨人第五季》这部电影了，于是决定到电影院去看看。虽然这部电影仍在上映，但你不太清楚怎样才能找到哪家电影院在放映。要是在过去，你可能通过在线地图服务MapQuest，把行驶路线打印出来；而现在，你没必要采取这么原始的笨办法。你上车后，将智能电话与汽车仪表板进行对接，它立即会把前往电影院的行驶路线叠加到汽车挡风玻璃上。接近目的地时，会看到一排排高楼大厦出现在挡风玻璃上。挡风玻璃上叠加在每幢大楼上的信息包括：大楼名称、里面电影院的名称、电电影名《绿巨人第五季》以及离电影放映时间。出现一个偌大的转向箭头时，导航仪通过车载音响报声“向左行驶100码”，带你驶入泊车位。

在科幻小说家Neal Stephenson所著的《雪崩》一书中，gargoyle专门负责搜集情报，身上缠满了电线，通过能够对所见所闻进行注解的眼镜，观看超现实世界。如果“增强现实”技术成为一种普通的体验，我们也许都拥有这种超自然能力。

增强现实这个涵义甚广的术语指，用计算机生成的上下文数据或视觉替代物叠加我们所看到的场景。这项技术的意义在于，立即为我们提供与周围事物相关的信息，增强我们与这些事物的互动能力。

上班时，你可能在办公室走来走去，看看旁边每个人身上所印的姓名和所在部门——还有一个图形化指示器，表明了你给他们分配了什么任务或他们给你分配了什么任务。虽然许多应用场景会出现“平视”显示器嵌入在挡风玻璃上或眼镜里，但我们现有的增强现实主要出现在智能电话的“俯视”显示器上。

几家公司已经启动了计划，把基于位置或上下文的数据叠加到不断传输的摄像头视频信息源上。数据来自嵌在现代智能电话中的众多无线电装置和传感器，包括GPS无线电装置(用于通过卫星数据来确认位置)、自计加速器(用于测量速度和方位出现的变化)以及磁强计(用于查找相对磁北的位置)。

在一款名为Nearest Places的应用软件中，地铁站、公园、博物馆、餐馆及其他名胜的名称和位置都显示在iPhone的视频信息源上方。你在步行或转弯时，信息会相应变化，叠加到周围环境上方。

华盛顿大学专门研究纳米技术的Babak Parviz教授说：“对增强现实技术而言，智能电话及相关应用软件是开路先锋。在近期和中期，我认为它们会在这个领域唱主角。”

其他研发中的应用软件可把投在某个坐标上的信息显示成用户可以操控的三维模型，或者显示成细部相对用户位置可以进行三维更新的动画。但是这项技术对那些应用来说还不成熟；手持设备需要一种更精确的定位机制，才能处理这种数据插入。幸好，每一代智能电话都似乎在嵌入更多、更好的传感器。

在其他领域，增强现实技术也许有助于不仅仅提供额外信息，还能改善视觉。有朝一日，装在汽车前面的红外摄像头会照射远处物体，作为与白天一样明亮的图像呈现在挡风玻璃显示屏上。雷达信号和无线接收器能够检测及显示视程之外的车辆；而一副眼镜就兼具GPS和路况报告的功能。

Parviz及其团队在研制把显示屏直接放在眼球上的方法。他们在努力研究一项技术，以便把视频电路直接嵌入到可戴式隐形眼镜中。戴上这类隐形眼镜后，会看到不断馈送的基于上下文的数据叠加到视野上方。

Parviz的隐形眼镜成为现实之前，增强现实技术可能会成为移动设备上一种常规的导航和交互辅助手段。此外，游戏开发人员可能使用这项技术，把整个数字游戏环境叠加到游戏玩家看到的周围实际现实上。

技术5HTML5

场景构想：《绿巨人第五季》是好看，但今天晚上该看什么呢?早上去上班之前，你匆匆点击了电影网站上的几部预告片，但好多片子没有时间看。于是你用手机拍下了其中一部片子上的二维条形码；然后，手机上的浏览器把你引入到同一个网站。在去办公室的市郊往返列车上，你通过4G手机连接观看预告片。有几部电影还有关联游戏，你在手机上也可以试一下。还记得每个网站都打着“针对NetscapeNavigator进行了优化”或“需要使用InternetExplorer 4”这类标识的时候吗?过去，人们设计的网页只有使用某些浏览器才能取得最佳效果。在某种程度上来说，人们现在还是这样子。

HTML是用于编写网页的标准程序；最新版本粥为HTML5(超文本标记语言版本5)；HTML5的目的在于让这种做法彻底消失。

具体来说，HTML5不需要什么音频插件、视频插件和互动插件。它将让设计人员可以改设计出在各种浏览器上运行起来实际上都一样的网站——无论是在台式机、笔记本电脑上，还是在移动设备上；它有望为用户提供更优质、更快速、更丰富的互联网体验。

HTML5要求浏览器本身内置了显示音频、视频和二维图形的方法，而不是让每个浏览器开发商都依赖于结合使用内部技术和第三方插件米显示多媒体。虽然专利和许可等问题给哪些音频和视频格式会得到广泛支持这个问题蒙上了阴影，但许多公司有姒烈的动机来解决这些细节问题。

反过来，网站设计人员和互联网应用开发人员以后没必要应对多种不相兼容的格式和变通方法，就可以在各种浏览器上获得同样的用户体验。

这种技术进步驿移动设备来说显得特别重要，因为移动设备上的浏览器如今通常支持多媒体的功能很有限。比方说，iPhone的Safari浏览器就尤法处理Adobe Flash，尽管Flash是跨诸多平台和浏览器分发视频内容的一种主要方法。

网站设计师兼知名的互联网标准专家IeffreyZeldman说：“HTML5需要几年时间才会推广开来，但如果所有浏览器开发商都不用处理兼容性的JavaScript插件，只用视频标签，就能支持视频显示，那么使用移动设备就没有任何弊端可言。拥有越来越好的体验的专家级用户会越来越少。”

操作系统和浏览器的开发商似乎在全力支持HTML5。谷歌Chrome、苹果Safari、Opera和WebKit(许多移动和桌面程序使用的开发软件包)及其他系统都在积极支持HTML5。

至于微软，该公司称Intemet Explorer 8只会支持HTML5的一部分。但如果全然不顾其他操作系统和浏览器开发商在HTML5方面达成的共识，Internet Explorer浏览器恐怕会失去更多的市场份额，微软可不想冒这个险。

HTML5现已完成了向最终草案版本冲刺的阶段，已得到万维网联盟的官方支持。