隨著Google Glass的發(fā)布,Magic Leap的“鯨魚從籃球場一躍而起”視頻刷爆朋友圈到任天堂手游Pokémon Go火遍國外,相信大家對于3R技術(VR、AR、MR)一定有所耳聞,也能夠感受到3R和普通大眾的距離越來越近。3R如今發(fā)展的如火如荼,微軟、谷歌、臉書、蘋果等各家科技巨頭紛紛投入其中,頗有群雄逐鹿的架勢。本期網展《VR、AR、MR 你真的全都了解么?》專題,用最專業(yè)的解釋配合最淺顯易懂的舉例介紹,讓大家對VR、AR、MR不再陌生,成功搞定各名詞間的含義及區(qū)別,趕快了解一下吧~
簡單理解,VR就是把虛擬的世界呈現(xiàn)在你眼前。目前人們約定俗成的,是把那種戴著頭盔的,有沉浸感的,無邊框的虛擬世界,稱為VR虛擬現(xiàn)實。
VR 是 Virtual Reality的縮寫,即虛擬現(xiàn)實亦稱靈境或人工環(huán)境。最早可以追溯到1957年Morton Heilig 發(fā)明的仿真模擬器。而20 世紀 80 年代,該名詞由美國 VPL 公司創(chuàng)始人 Jaron Lanier提出。VR實際上是通過電腦虛擬仿真系統(tǒng)創(chuàng)造三維虛擬空間使觀看者可以在視覺上產生一種臨場感。虛擬現(xiàn)實是一門綜合技術,以計算機技術為主,綜合利用計算機模擬技術、三維圖形技術、傳感技術、顯示技術、人機界面技術、伺服技術等。它建立的體驗虛擬世界包含多感知性、交互性、自主性、存在感4個特征。
虛擬現(xiàn)實技術演變發(fā)展史大體上可以分為四個階段:有聲形動態(tài)的模擬是蘊涵虛擬現(xiàn)實思想的第一階段(1963年以前);虛擬現(xiàn)實萌芽為第二階段(1963-1972);虛擬現(xiàn)實概念的產生和理論初步形成為第三階段(1973-1989);虛擬現(xiàn)實理論進一步的完善和應用為第四階段(1990-2004);還有VR元年的井噴(2016-2017)在中國,VR雖然在硬件圈一直很火,但在2015年之前,都還沒有進入主流的IT圈,直到2015年年末,主流科技媒體再次把VR扶到了元年的位置上,VR虛擬現(xiàn)實正式成為”風口“,由此拉開了轟轟烈烈的VR創(chuàng)業(yè)淘金運動。
從理念上看,VR技術的核心特征可以歸納為“3I”,即沉浸(Immersion)、互動(Interaction)和想象(Imagination),也就是通過對現(xiàn)實的捕捉和再現(xiàn),將真實的世界和虛構的世界融為一體,從而將用戶引入兼具沉浸、互動與想象的虛擬世界。因此,延伸人的想象力、滿足人的好奇心和人類鮮少體驗感知的奇觀類和想象類題材,更適合通過VR技術,諸如目前大火的領域、房地產領域、VR+旅游等等,而這些只是VR改變人類生活的冰山一角,相信未來的眾多行業(yè)都會與VR進行深度契合。
AugmentedReality,增強現(xiàn)實,字面解釋就是,「現(xiàn)實」就在這里,但是它被增強了。被誰增強了?被虛擬信息。
增強現(xiàn)實技術(Augmented Reality,簡稱AR),是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術,這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。這種技術1990年提出。隨著隨身電子產品CPU運算能力的提升,預期增強現(xiàn)實的用途將會越來越廣。
AR技術,它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術,是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學技術,模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應用到真實世界,被人類感官所感知,從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。增強現(xiàn)實技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器融合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。增強現(xiàn)實提供了在一般情況下,不同于人類可以感知的信息。
AR技術不僅在與VR技術相類似的應用領域,諸如尖端武器、飛行器的研制與開發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓練、娛樂與藝術等領域具有廣泛的應用,而且由于其具有能夠對真實環(huán)境進行增強顯示輸出的特性,在醫(yī)療研究與解剖訓練、精密儀器制造和維修、軍用飛機導航、工程設計和遠程機器人控制等領域,具有比VR技術更加明顯的優(yōu)勢。
移動式增強現(xiàn)實系統(tǒng)的早期原型增強現(xiàn)實的基本理念是將圖像、聲音和其他感官增強功能實時添加到真實世界的環(huán)境中。聽起來十分簡單。而且,電視網絡通過使用圖像實現(xiàn)上述目的不是已經有數(shù)十年的歷史了嗎?的確是這樣,但是電視網絡所做的只是顯示不能隨著攝像機移動而進行調整的靜態(tài)圖像。增強現(xiàn)實遠比您在電視廣播中見到的任何技術都要先進,盡管增強現(xiàn)實的早期版本一開始是出現(xiàn)在通過電視播放的比賽和橄欖球比賽中,例如Racef/x和添加的第一次進攻線,它們都是由SporTVision創(chuàng)造的。這些系統(tǒng)只能顯示從一個視角所能看到的圖像。下一代增強現(xiàn)實系統(tǒng)將顯示能從所有觀看者的視角看到的圖像。
VR和AR的區(qū)別體現(xiàn)在兩點,即交互區(qū)別和技術區(qū)別,交互上因為VR是純虛擬場景,所以VR裝備更多的是用于用戶與虛擬場景的互動交互,更多的使用是:位置跟蹤器、數(shù)據(jù)手套、動捕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)頭盔等等;而AR是現(xiàn)實場景和虛擬場景的結合,所以基本都需要攝像頭,在攝像頭拍攝的畫面基礎上,結合虛擬畫面進行展示和互動。技術上VR類似于游戲制作,創(chuàng)作出一個虛擬場景供人體驗,其核心是graphics的各項技術的發(fā)揮,主要關注虛擬場景是否有良好的體驗。AR則應用了很多computer vision的技術,AR設備強調復原人類的視覺的功能,比如自動去識別跟蹤物體,而不是我手動去指出。
MR的概念最早進入大眾的視野,是一段網上瘋傳的視頻,叫做「谷歌黑科技全息投影裸眼3D」,展示了一只鯨魚的全息影像投射在體育館里的情景。
MR(Mixed Reality)即混合現(xiàn)實,是虛擬現(xiàn)實技術的進一步發(fā)展,該技術通過在虛擬環(huán)境中引入現(xiàn)實場景信息,在虛擬世界、現(xiàn)實世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路,以增強用戶體驗的真實感?;旌犀F(xiàn)實是一組技術組合,不僅提供新的觀看方法,還提供新的輸入方法,而且所有方法相互結合,從而推動創(chuàng)新。輸入和輸出的結合對中小型企業(yè)而言是關鍵的差異化優(yōu)勢。這樣,混合現(xiàn)實就可以直接影響您的工作流程,幫助您和您的員工提高工作效率和創(chuàng)新能力。
混合現(xiàn)實(MR)是由“智能硬件之父”多倫多大學教授Steve Mann提出的介導現(xiàn)實,全稱Mediated Reality。在上世紀七八十年代,為了增強簡單自身視覺效果,讓眼睛在任何情境下都能夠“看到”周圍環(huán)境,Steve Mann設計出可穿戴智能硬件,這被看作是初步對MR技術的探索。VR是純虛擬數(shù)字畫面,而AR虛擬數(shù)字畫面加上裸眼現(xiàn)實,MR是數(shù)字化現(xiàn)實加上虛擬數(shù)字畫面。從概念上來說,MR與AR更為接近,都是一半現(xiàn)實一半虛擬影像,但傳統(tǒng)AR技術運用棱鏡光學原理折射現(xiàn)實影像,視角不如VR視角大,清晰度也會受到影響。MR技術結合了VR與AR的優(yōu)勢,能夠更好地將AR技術體現(xiàn)出來。根據(jù)Steve Mann的理論,智能硬件最后都會從AR技術逐步向MR技術過渡。“MR和AR的區(qū)別在于MR通過一個攝像頭讓你看到裸眼都看不到的現(xiàn)實,AR只管疊加虛擬環(huán)境而不管現(xiàn)實本身。”
AR往往被看做是MR的其中一種形式,因此在當今業(yè)界,很多時候為了描述方便或者其他原因,就把AR也當做了MR的代名詞,用AR代替了MR。區(qū)別上講,虛擬物體的相對位置,是否隨設備的移動而移動。如果是,就是AR設備;如果不是,就是MR設備。舉個例子:如果AR技術顯示墻上有一個鐘表,你肯定是能分辨出那是設備投射出來的;而通過MR系統(tǒng)投射的虛擬鐘表,無論你怎么動,它都會待在固定的位置,隨著你的旋轉可以看到它不同的角度,還會投射影子到墻上,就好像那里本來就有一個真正的鐘表一樣。
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