解讀恐怖谷效應

說到擬人機器，特別是高模擬機器人，就無法避免要談到恐怖谷效應 (Uncanny Valley)。[擬人機器]系列第五篇，我們就來說說什麼是恐怖谷，恐怖谷的成因，以及一些恐怖谷效應的經典案例。

什麼是「恐怖谷效應」？

恐怖谷效應，The Uncanny Valley, 指的是當一個事物與自然的、活生生的人或動物非常相似，但不完全相似的時候，它會在一些人中產生反感厭惡的情緒反應。恐怖谷效應常用於解釋我們在模擬機器人和電腦特效CGI中常見的，非常像真人但又總覺得哪裡不對勁、使人感到反感不適的現象。

陷入恐怖谷的女孩 － 網頁動態模擬 - CUBOCC

「Uncanny」，翻譯成「恐怖」，其實並不確切。「Uncanny「形容的是一種怪異、詭誕的感覺，當然包含恐怖、讓人害怕的成分，但更有一重神秘的、無法言說的、離奇異常的含義。要更具象的理解「Uncanny」，想想《世界奇妙物語》和David Lynch (大衛林奇)就夠了。「Valley」，谷底，指的是在一個事物的「擬人」程度與它的接受度之間關係的曲線上的一個顯著的落點，如下圖。

恐怖谷效應最早是在1970年代被Masahiro Mori發現的。Mori認為，當一個機器人的外表變得更像人時，觀察者對於機器人的情感反應會變的更積極、更有同理心；但當外表相似到某個點時，觀察者的情感反應會迅速向相反的方向轉化，變為強烈的反感。當機器人的外表繼續向像人的方向偏移，甚至與真人無法輕易區分的時候，觀察者的反應又會正向回歸，接近於真人對真人的情感反應。( 這裡說的外表，不僅僅指靜態的身體特徵，還包括肢體動作、語言、表情等其他表徵人類及其他動物的動態特徵。)

受恐怖谷效應影響的例子有很多。1988年Pixar的動畫短片《Tin Toy (錫鐵小兵)》中的嬰兒讓很多觀眾感到不適，也使人們開始重視恐怖谷效應。電影《Beowulf (貝奧武夫)》本來想用全CG做噱頭，結果卻深陷恐怖谷，還被人吐槽拿CG的裸體安吉麗娜朱莉去替換真人的朱莉估計是腦子進水了。

動畫《Tin Toy》

電影《Beowulf》

模擬機器人中的例子就更多了。比如下圖中的兒童機器人CB2，絕對可以把小朋友嚇哭。還有日本機器人學者Hiroshi Ishiguro製作的機器人替身。Hiroshi Ishiguro可以把自己的聲音和肢體語言傳輸到替身身上，利用替身來進行遠程會議，不過我覺得這更像是遠程嚇人。

CB2

Ishiguro和他的機器人替身

需要注意的是，雖然目前人們對於恐怖谷效應都有基本的認識，但恐怖谷的確切定義其實仍然十分模糊。這個「谷」，到底在什麼位置出現呢？標誌它的特徵是什麼？它跌落前的最高點，和反彈前的最低點又如何定義？這些問題無法輕易回答，這也許是因為作用於我們感覺和認知的從來不是單一元素，而是多種元素的交叉混合。空洞的眼神也許讓某個模擬機器人看上去很「假」，但在另一個機器人身上，配合稍微卡通化的五官，恐怖谷的效應可能就此消失。這些左右我們認知的特徵如此微妙，以至於去定義到底是什麼特徵引發了恐怖谷效應幾乎不可能。但幸運的是，我們每個人都是一個靈敏的感知機器，當我們看到有點不對勁的」類人「時，我們本能地知道，這是恐怖谷效應在起作用了。

為什麼會產生「恐怖谷效應」？

關於恐怖谷效應的成因，目前主要有兩大類解釋。第一類解釋認為恐怖谷效應是通過進化獲得的，是人類在漫長的生存中逐漸產生的生理防禦機制，而第二類則認為恐怖谷效應來源於人類的認知模式。目前的科學研究結果對兩種假說都有支持的證據，所以恐怖谷效應很可能是兩種原因共同作用的結果。

為了證明恐怖谷效應是一種進化機制，科學家做了這樣的實驗：給猴子看三張圖像，一張是高模擬的3D猴子圖像，一張是低模擬的3D猴子圖像，一張是真猴子的圖像。猴子目不轉睛地看每張圖像的時間，標誌了其對每張圖像的喜好和厭惡程度。研究結果表明，猴子看高模擬的3D猴子圖像的時間最短，表現出了本能的厭惡。這說明，我們人類在恐怖谷效應這個問題上並不是孤立的，就像猴子一樣，我們生來已經具有了這樣的傾向。

猴子恐怖谷實驗：中間圖像為高模擬3D猴子

這種進化而來的生理防禦可能與交配和疾病預防兩個方面有關。人類在進化過程中逐漸形成了對優秀配偶的辨識能力和對劣質配偶的規避能力。「像人又非人」的存在在外表上標誌了低存活率，低生育率，也許因此引發了我們的厭惡。類似的，這樣的外表也可能預示了惡疾、病菌、死亡，會使我們產生自然的規避行為。我們對於重病病人、屍體會產生本能的反感，也是同樣的生存機制。另一方面，「像人又非人」的存在象徵了異化的人類自身，也許會激起人對於自身生存狀態和存在意義的擔憂，是否自己也是徒具外表而毫無靈魂的機器呢？這也會導致我們產生抵觸的情緒。

電影《異形》中的Ash最後發現是個生化人 (童年陰影啊)

在認知方式的解釋中，研究者將恐怖谷效應定義為一種「認知不確定 (perceptual uncertainty)」。這種「認知不確定」源於類別界限的模糊，一個無法輕易放在「人」的類別，也無法輕易放在「機器」的類別的事物，就會讓人產生認知焦慮。這種焦慮在其他一些「雜交」型事物上也有體現，比如轉基因食物、變性人等等。還有的解釋則認為，當一個機器人表現的大部分還是一個機器人的樣子的時候，我們會默認它為一個機器人，並對其「非」機器人的部分、即像人的部分格外關注，因而容易建立情感聯繫和同理心。而相反的，如果一個機器人十分像人，我們會用「人」的要求去看待它，從而對於它「非人」的部分尤其關注，容易對它的異樣特徵產生反感。總而言之，這屬於一種對事物的心理預期與事物的實際表現出現矛盾時所產生的不適和厭惡。

藝術家Patrcia Piccinini創作的雜交動物雕塑 － 直觀上就覺得詭異

這裡需要指出的是，雖然我們感知恐怖谷效應的能力是與生俱來的，但這並不是說它是一成不變的。社會文化對我們對恐怖谷效應的敏感度有非常重要的影響。《死寂 (Dead Silence)》，《人形師》等恐怖電影使得很多人「後天獲得」了一種對於人偶、木偶等事物的恐懼症，大量五毛特效CGI則讓我們對於差火候的CG人物見怪不怪，而伴隨著CGI、機器人這些事物成長起來的年輕一代，他們可能對於恐怖谷的敏感度要弱的多。如果恐怖谷效應真的與「人」和「機器」之間的類別認知混亂有關，那麼隨著科技的發展以及我們對於「人」和「機器」的定義的不斷更新，這種認知焦慮可能也會逐漸消失 (或者被「人類」和「後人類」之間的差異所取代)。

電影《死寂》

恐怖谷效應案例 (一些經常被提起的，和一些未被提起過的)

1. 動漫，二次元

動漫人物在擬人程度和接受度關係的曲線上，還遠沒有達到恐怖谷的位置。動漫人物雖然是擬人，但距離真人其實還很有距離。拿一張動漫人物的截圖，你永遠不會誤認為是一個真人。所以說其實二次元動漫人物跟恐怖谷效應關係不大。

真相只有一個

不過當動畫走CGI寫實路線時，倒是很容易落入恐怖谷的區間。2001年的《最終幻想：靈魂深處 (Final Fantasy: Sprits Within)》曾經使很多人為其在CGI上超出同時代其他作品的高水準所震撼，但也有人認為其中人物的情態動作怪異，是典型的恐怖谷效應。《最終幻想：靈魂深處》為了創造真實的人物效果，採用了真人動作捕捉技術，但是當時動作捕捉技術還未像如今一般成熟，所以只有人物的身體動作採用了真人捕捉，而面部表情、手部動作則是手工添加。這些人體微表情的不到位也許正是導致了恐怖谷效應的原因。

電影《最終幻想：靈魂深處》

規避CGI動畫中恐怖谷效應的策略主要有兩類。一類是將人物特徵卡通化，使其不像真人從而保持在恐怖谷左側的曲線上。Pixar工作室的作品多採用這個策略，比如2004年的《超人總動員 (The Incredibles)》。

電影《超人總動員》

另一類策略則是從真人入手，通過動作表情捕捉反向生成動畫角色，使角色極度像真人從而「跳過」恐怖谷到達右側的曲線上。這一類策略的例子包括《指環王(Lord of the Rings)》中的咕嚕 (Gollum)，《阿凡達 (Avatar)》中潘多拉星球人種，《人猿星球 (Planet of the Apes)》中的猿人，還有《本傑明巴頓奇事 (The Curious Case of Benjamin Button)》中老年Brad Pitt的角色塑造。前幾個例子由於塑造的角色在五官特徵和比例上都與真人有差別，所以即使有略微的不真實也很難覺察到。但在《本傑明巴頓奇事》中，老年嬰兒Brad Pitt是通過對Brad Pitt真人捕捉附加到CG版Brad Pitt上實現的，CG直接刻畫真人也達到了非常高的水平，可以說是電影CG特效的巔峰之作。

電影《阿凡達》

Brad Pitt as Benjamin Button，左邊老年頭部全CG

2. 電影 vs. 遊戲

上面其實已經提到了電影CGI，不過這裡主要把電影和遊戲對比起來說說。

第一視角射擊類遊戲《榮譽勳章：戰士 (Medal of Honor: Warfighter)》中的妻子和小孩角色因為其怪異醜陋被很多玩家詬病，甚至有人建議遊戲應該改名為「恐怖妻子俱樂部 (Creepy Wives』 Club)」。從截圖上來看，雖然人物的刻畫的確有種CGI特有的假，但是其實我們在很多其他遊戲中看到的也都大同小異，而我們也似乎並沒有刻意去提及恐怖谷效應。

「恐怖妻子俱樂部」

為什麼類似水準的CGI，我們對於遊戲的接受度要普遍高於電影呢？這也許是因為CGI本身就是遊戲的一種媒介，對於遊戲中的CGI，我們是一種默認的接受，即使人物看上去怪怪的，我們也能理解這是技術所限。當CGI變得更真實時，我們首先關注的經常不是人看上去怪怪的 (反正CG人物一直都怪怪的)，反而是技術進步了、畫面華麗了。相反的，我們對於電影的默認印象是真人出演，真人才能有效的帶動觀眾的情緒從而展開敘事，而不夠真實的CGI在這種預設條件下，其缺陷會自然的凸顯出來。

在遊戲設計中，恐怖谷效應可以被放大利用，用來塑造一些反面人物。具體的例子暫時沒有找到，以後有的話再不上來。

3. 人偶

對於人偶的恐懼很可能是一種後天的社會文化架構，而非恐怖谷效應，畢竟大多數人偶在外形上還遠達不到與真人難以區分的程度。被主人拋棄的人偶回來複仇的恐怖片我們已經套路很熟了。再加上歐美系的恐怖片中各種被附身的巫毒娃娃和木偶，我們對於人偶產生恐懼感也是再正常不過的。類似的還有小丑恐懼症，但這種恐懼感嚴格來說跟恐怖谷效應並不是一回事。

再來說說蠟像。有人對於蠟像有比較強烈的反感，但是這種反感到底出自恐怖谷的本能反應，還是受到文化現象的影響 (譬如電影《恐怖蠟像館》，我的童年陰影)，也是因人而異。蠟像帶有的其它文化符號也會影響到我們對它的接受程度。譬如，一個陌生人的蠟像也許讓你覺得怪怪的，但Brad Pitt的蠟像，你恨不得上去親一口。

Kim Kardashian和蠟像

性愛娃娃也是一個因人而異的例子。對於很多用戶來說，他們把性愛娃娃當作是性玩具，是一種物品而非伴侶，所以在功能上的需求超過了對於外貌模擬程度的吹毛求疵，這也是為什麼那些畫的像祭奠的紙人一樣的充氣娃娃照樣賣的出去的原因。當然越模擬越容易「入戲」，而當性愛娃娃更加像真人時，用戶的第一反應大概會是 「這個看上去更真實，用起來應該更爽一點」，而不是「這個看上去怎麼有點怪怪的」。

不同模擬程度的性愛娃娃 (我都替左邊的不好意思)

3. 真人芭比，蛇精男

這一類鮮被提起，但我認為有必要在一起討論。我們說到恐怖谷效應，舉的例子大多是機器人和動畫CGI，即一個不是真人的事物，非常像人的時候會給人詭異的感受。同理，一個本來是真人的人，因為某種原因搞得不像真人，也會給人詭異的感受。烏克蘭真人芭比和我們本土的蛇精男都屬於這樣的例子。不得不說，我國PS技術為我國人民跨越恐怖谷作出了貢獻 (每天看到的都是磨皮美膚照，已經不再覺得恐怖了)。

真人芭比和蛇精男

寫到這裡不知如何結尾，就先這樣吧，有新的思考以後再加進來。

[擬人機器]系列文章：

(一) Alan Rath的擬人機器 - 腦波 - 知乎專欄

(二) Animatronics 電子動畫特效技術 - 腦波 - 知乎專欄

(三) Bill Vorn：暗黑機械物語 - 腦波 - 知乎專欄

(四) 存在的困境：Chris Eckert的動態機械裝置藝術

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