科普：關(guān)于VR、AR、MR、XR的區(qū)別

    VitualReality，虛擬現(xiàn)實(shí)，是利用計(jì)算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個(gè)三維的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官的模擬，有十足的「沉浸感」與「臨場(chǎng)感」。俗話說(shuō)就是，你看到的所有東西都是計(jì)算機(jī)生成的，都是假的。典型的輸出設(shè)備就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

    AR

    AugmentedReality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，字面解釋就是，「現(xiàn)實(shí)」就在這里，但是它被增強(qiáng)了，被誰(shuí)增強(qiáng)了？被虛擬信息。兩個(gè)典型的AR系統(tǒng)是車載系統(tǒng)和智能手機(jī)系統(tǒng)，被討論最多的AR設(shè)備是Google Glass。

    很多汽車在其車載系統(tǒng)當(dāng)中加入了AR應(yīng)用，比如，GMC在其擋風(fēng)玻璃上投射虛擬圖像，用意是讓駕駛者不需要低頭查看儀表的顯示與資料，始終保持抬頭的姿態(tài)，降低低頭與抬頭期間忽略外界環(huán)境的快速變化，以及眼睛焦距需要不斷調(diào)整產(chǎn)生的延遲與不適；或者幫助駕駛者更好地感知路況信息，提高駕駛安全性。

    智能手機(jī)上實(shí)際上有很多應(yīng)用都屬于AR，但是人們往往不會(huì)「上綱上線」地把它們稱之為AR。比如一些LBS（基于地理位置的服務(wù)）應(yīng)用，當(dāng)你打開(kāi)應(yīng)用，把手機(jī)攝像頭對(duì)著某幢大廈，手機(jī)屏幕上便會(huì)浮現(xiàn)這個(gè)大廈的相關(guān)信息，比如名稱、樓層等等。再比如前段時(shí)間比較火的FaceU，也算是AR應(yīng)用，它實(shí)時(shí)地捕捉用戶的頭部，并把類似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」這些虛擬信息疊加于用戶的頭部。

    GoogleGlass允許你與周圍環(huán)境交互時(shí)，將通過(guò)眼鏡上的「微型投影儀」把虛擬圖像直接投射到你的視網(wǎng)膜，于是乎你看到的就是疊加過(guò)虛擬圖像的現(xiàn)實(shí)世界?？赡苡信栌褧?huì)疑惑了，那它跟Hololens和Magic Leap區(qū)別在哪？別急，繼續(xù)往下看。

    MR

    那么高潮來(lái)了，大多數(shù)盆友分不清的應(yīng)該是AR和MR（Mixed Reality，混合現(xiàn)實(shí)，又稱Hybrid Reality），不妨讓我們先看一張圖吧。

    我把暫且把這張圖叫做「現(xiàn)實(shí)-虛擬」區(qū)間（reality-virtuality continuum）。區(qū)間向左至無(wú)窮表示「現(xiàn)實(shí)環(huán)境」，依次向右為「增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）」、「增強(qiáng)虛擬（AV，Augmented Vituality）」，直到向右至無(wú)窮表示「虛擬環(huán)境」，而「混合現(xiàn)實(shí)」則包含了「增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)」與「增強(qiáng)虛擬」。

    增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）上面解釋過(guò)了，是將虛擬信息加在真實(shí)環(huán)境中，來(lái)增強(qiáng)真實(shí)環(huán)境；那么增強(qiáng)虛擬（AV）是什么？同樣的道理，是將真實(shí)環(huán)境中的特性加在虛擬環(huán)境中。舉個(gè)例子，手機(jī)中的賽車游戲與射擊游戲，通過(guò)重力感應(yīng)和來(lái)調(diào)整方向和方位，那么就是通過(guò)重力傳感器、陀螺儀等設(shè)備將真實(shí)世界中的「重力」「磁力」等特性加到了虛擬世界中。

    那么MR定義是：將真實(shí)世界和虛擬世界混合在一起，來(lái)產(chǎn)生新的可視化環(huán)境，環(huán)境中同時(shí)包含了物理實(shí)體與虛擬信息，并且必須是「實(shí)時(shí)的」。MR的兩大代表設(shè)備就是Hololens與Magic Leap。

    AR和MR該如何區(qū)分？

    在上述定義下，AR往往被看做是MR的其中一種形式，因此在當(dāng)今業(yè)界，很多時(shí)候?yàn)榱嗣枋龇奖慊蛘咂渌?，就把AR也當(dāng)做了MR的代名詞，用AR代替了MR。

    再者，從業(yè)界鼓吹的概念來(lái)講，AR和MR并沒(méi)有明顯的分界線，未來(lái)也很可能不再區(qū)分AR與MR，MR更多也只是Hololens和Magic Leap打出的噱頭。但是現(xiàn)今所謂的「AR設(shè)備」與「MR設(shè)備」，從所應(yīng)用的技術(shù)和顯示效果上來(lái)說(shuō)，還是稍稍有所不同的，所以我們這里還是講講這兩類設(shè)備的區(qū)別（以Google Glass代表的AR設(shè)備與以Hololens與Magic Leap為代表的MR設(shè)備）。

    為了好理解，我們就解釋地通俗一點(diǎn)，有兩點(diǎn)主要的不同。

    第一，虛擬物體的相對(duì)位置，是否隨設(shè)備的移動(dòng)而移動(dòng)。如果是，就是AR設(shè)備；如果不是，就是MR設(shè)備。

    舉個(gè)例子，戴上Google Glass，它在你的左前方投射出一個(gè)「天氣面板」，不管你怎樣在屋子中走動(dòng)，或者轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，天氣面板一直都在你的左前方，它與你（或者Google Glass）的相對(duì)位置是不變的，你走到哪，就把它帶到哪，

    而Hololens是怎樣的呢，它也會(huì)在屋子墻壁上投射出一個(gè)天氣面板，但是不同之處在于，不管你怎樣在屋子中走動(dòng)，或者轉(zhuǎn)動(dòng)頭部，天氣面板始終都在那面墻上，它不會(huì)由于你的移動(dòng)而移動(dòng)（這主要里涉及空間感知定位技術(shù)，SLAM，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建，為其中最主要的之一，作用是讓設(shè)備實(shí)時(shí)地獲取周圍的環(huán)境信息，才能精確地將虛擬物體放在正確的位置，所以無(wú)論用戶的位置無(wú)論怎么變動(dòng)，虛擬物體的位置都可以固定在房間中的同一個(gè)位置）。

    第二，在理想狀態(tài)下（數(shù)字光場(chǎng)沒(méi)有信息損失），虛擬物體與真實(shí)物體是否能被區(qū)分。

    AR設(shè)備創(chuàng)造的虛擬物體，是可以明顯看出是虛擬的，比如FaceU在用戶臉上打出的虛擬物品、Google Glass投射出的隨你而動(dòng)的虛擬信息；而Magic Leap，用戶看到的虛擬物體和真實(shí)物體幾乎是無(wú)法區(qū)分的（這里主要涉及數(shù)字光場(chǎng)技術(shù)，Digital Light Field。AR設(shè)備使用二維顯示屏呈現(xiàn)虛擬信息，因此真假很容易分辨；而MR設(shè)備直接向視網(wǎng)膜投射整個(gè)4維光場(chǎng)，所以用戶從Magic Leap看到的物體和看真實(shí)的物體，從數(shù)學(xué)上是沒(méi)有什么區(qū)別的，是沒(méi)有信息損失的）。

    當(dāng)然，「AR設(shè)備」與「MR設(shè)備」的界限不是絕對(duì)的（甚至說(shuō)這種界限是企業(yè)YY出來(lái)的），這里把它們分為這兩類，主要是讓大家明白他們所應(yīng)用的技術(shù)和達(dá)到的效果是有所區(qū)別的。AR設(shè)備未來(lái)也會(huì)使用SLAM、數(shù)字光場(chǎng)以及視網(wǎng)膜投射等技術(shù)（比如Google 的Project Tango），這時(shí)AR也就演化為MR了吧。

    至于CR，是Magic Leap曾經(jīng)宣揚(yáng)的概念

    說(shuō)自己是Cinematic Reality，影像現(xiàn)實(shí)，意思是虛擬場(chǎng)景跟電影特效一樣逼真。但是后來(lái)好像他們的發(fā)言人也把自己歸做MR了。

    還有一點(diǎn)很重要，就是Magic Leap并不是裸眼觀看的，不要被曾經(jīng)紅極一時(shí)的「鯨魚視頻」誤導(dǎo)，Magic Leap同樣需要一個(gè)頭戴顯示器，「鯨魚視頻」應(yīng)該是后期做的特效。人類希望能憑空看到一個(gè)虛擬物體，已經(jīng)想了幾百年了，各種科幻電影里也出現(xiàn)了很多在空氣中的全息影像。其實(shí)想想本質(zhì)就知道，這事從物理上很難實(shí)現(xiàn)的：純空氣中沒(méi)有可以反射或折射光的介質(zhì)。顯示東西最重要的是介質(zhì)。

    其中“X”表示一個(gè)未知變量。這個(gè)厲害了，給個(gè)公式自己體會(huì)吧，XR=VR+AR+MR。

    XR有一個(gè)比較大的特征是，將會(huì)擺脫線控，很有可能實(shí)現(xiàn)從PC端到移動(dòng)端的跨越，這就有點(diǎn)醞釀下一個(gè)移動(dòng)終端變革的意思了。另外，這很可能是未來(lái)這一項(xiàng)技術(shù)得到普及的關(guān)鍵，不過(guò)也正是XR的野心，使得其對(duì)性能要求更高，需要更低的功耗、更小的尺寸、更強(qiáng)的擴(kuò)展性。

    Unity在2017年的游戲開(kāi)發(fā)者大會(huì)(GDC)，就曾發(fā)布了XR Foundation Toolkit(XRFT)，該軟件被定義為：XR開(kāi)發(fā)人員的框架，同時(shí)允許任何人投身到XR開(kāi)發(fā)中。在前不久上海2017 MWCS上，高通再次提起XR時(shí)，并提出XR的實(shí)現(xiàn)需要相關(guān)生態(tài)的完備，包括硬件和軟件兩方面，考慮到硬件的高性能需求問(wèn)題，預(yù)計(jì)需要直接從最新的驍龍835起步。另外，XR幾乎可以應(yīng)用到任何領(lǐng)域中，而不再像是VR剛剛提出時(shí)，很長(zhǎng)一段時(shí)間被誤解為是做游戲機(jī)的。

192602dvvhopgvvv7q67cc.jpg (87.05 KB, 下載次數(shù): 15)

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2017-12-22 17:43 上傳