沉浸虚拟世界:AR和VR到底是什么?

涧亭 涧亭 2017-07-27 09:17

前言

从去年开始有关AR和VR的信息越来越多的进入我们的眼帘,此类产品似乎也不知不觉的通过消费市场步入寻常百姓家中,有越来越多的人群体验到了新科技带来的前所未有的感官感受。但是我也从身边人的交谈中得知其实大部分人群对AR和VR没有一个清晰的概念,甚至将二者混为一谈。如果你有兴趣搞清AR和VR到底是什么,就请往下看吧。

正文

我可以首先很肯定的告诉大家,这两者在技术与应用方面没有任何相同的地方

AR (Augmented Reality)):增强现实。字面上很好理解吧,AR就是在现实世界的基础上无缝集成虚拟信息,但不局限于视觉信息,还包括声音,味道,触觉等,大家一定看过电影《终结者》和《机械战警》吧,在影片中主人公的视觉界面会出现一个虚拟界面,显示对方的身高、体重等个人信息,这其实就属于增强现实,只不过比较初级罢了。现如今当我们拿起手边的平板、手机这种智能设备,下载StarWalk、Wikitude这类软件,现实增强技术在智能设备上的应用通过摄像头识别周围各种信息,通过计算机技术给使用者提供更多的相关信息,并且这些信息看起来就如同印在现实的物体上一般。

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这个动图是在IEEE 国际增强现实和混合现实研讨会 (ISMAR) 上迪斯尼展示的一个把增强现实技术 同图书上色结合起来的研究性项目,希望能重新勾起小朋友们上色的兴趣。迪斯尼 Zurich 团队认为,给图书上色是一种比较早的激发儿童创造力的方法,然而,现在跟智能设备上的 app 相比,上色显然已经不能吸引儿童们的注意力了。于是,他们把 AR 技术和上色结合起来,希望通过这种方式鼓励儿童重新爱上上色,激发儿童的创造性。我相信,当图画跃然纸上成为活灵活现的3D小人,没有那个小朋友会抗拒这种新奇的感受吧。

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随着城市的发展,错综复杂的道路让我们越来越依赖导航,而瑞士的WayRay公司第一次将AR融入了汽车驾驶,通过全息式投影技术将路线置于前挡风玻璃上,左转、直行、右转、掉头均可实时显示在眼前,同时,具有实时里程递减显示、地图坐标显示功能,让驾驶变得跟赛车游戏一样,再也不必担心一边看导航,一边要注意路面上的突发状况了。f19fac6088f35e4a1a191edaa3bdb69e.jpg

还有谷歌眼镜(Google Project Glass)和Microsoft HoloLens也属于AR产品。谷歌眼镜在眼镜前方悬置了一台摄像头和一个位于镜框右侧的宽条状的电脑处理器装置。镜片上配备了一个头戴式微型显示屏,它可以将数据投射到用户右眼上方的小屏幕上,显示效果如同 2.4 米外的 25 英寸高清屏幕。当然如果手机上安装了AR相关的APP也就是一台AR设备,手机厂家为什么现在都陆陆续续推出了双摄像头呢?不单单是为了照像方面有更好的体验,更是为了将来的AR应用做准备。

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这个动图是HoloLens展示宣传片里的片段。我们可以看到在现实世界在AR设备的协助下出现了许多虚拟的事物,可以为你带来前所未有的游戏体验。

VR (Virtual Reality) :虚拟现实。VR从字面上更直观,就是打造一个与现实世界隔离的全虚拟环境,你眼前所看到的一切是由计算机生成的模拟环境、实时动态的三维立体逼真图像。终极目标是除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出实时响应,并分别反馈到用户的五官。让你可以完全沉浸在虚拟世界中,简单地说那种感受就如同做梦,虽然都是虚拟的但你的感受是真实的。

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我们现在常见的VR产品是虚拟现实头戴显示器设备,简称VR头显VR眼镜。可分为三类:

外接式头戴设备,用户体验较好,具备独立屏幕,产品结构复杂,技术含量较高,不过受着数据线的束缚,自己无法自由活动,如HTC vive和Oculus Rift。

一体式头戴设备、移动端头显设备,产品偏少,也叫VR一体机,无需借助任何输入输出设备就可以在虚拟的世界里尽情感受3D立体感带来的视觉冲击。

还有移动端头显设备,也是成本最低的,结构简单,只要放入手机即可观看,使用方便,如VR box。

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看到了吗?当你进入这个虚拟的世界,你将不再是你,可以是任何一位预设的人物,可以穿越到外太空、古代和未来,在这里你可以做现实世界里不敢做和不敢玩的事情。枪战、过山车、蹦极等等,既感受了刺激所带来的快感,也避免了现实世界里参与这些活动的危险性。

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想象一下你的爱妻在VR设备的辅助下,足不出户的就轻轻松松把商场的东西搬回了家,是不是像一部恐怖片?哈哈。但商家真的可以通过这种技术降低人员成本,也使得线上与线下的购物体验越来越接近,到那时恐怕真的是实体店的灾难了。

结束语

不知道我是否让你搞清了AR和VR有什么不同。总的来说在实际应用方面AR和VR技术的终极目标是广阔的,都可以在医疗培训、军事训练、工程设计、商业应用等等发挥不可限量的作用。试想一下你在家就可以通过VR技术逛超市、游景点、开会研讨,甚至是与虚拟人物谈对象······而通过AR技术可以进行手术模拟教学,到了景点可以自助导游,买了新房可以为你显示出不同家装的效果等等。不过这些应用的实现还需突破技术上的一些瓶颈,比如AR由于头戴式显示器上摄像机的摄像角度与眼睛的位置存在偏差,所以会出现虚拟物体的定位在真实视场中出现偏差,在明亮环境下的显示效果较差,计算能力也局限了增强现实功能的实时性和渲染效果。同样VR在打造虚拟环境的真实性和解决眩晕感方面还无法突破,但这恰恰是让体验者能否沉浸的关键,还有体验时移动的安全性能否让体验者在无法看到现实世界的环境下放心移动、跑动和攀爬。触觉的反馈如何解决?能否让体验者在虚拟世界里抓住一个虚拟的东西但感受是真实的。以上这些问题能否完美解决都关系到了AR和VR到底在实际应中能走多远?不过我相信随着人类科技技术的发展,不远的将来一定都能够实现。不过也有科学家提出,未来的虚拟现实如果过于逼真,会让沉浸其中的人无法分清现实世界和虚拟世界,从而发生行为上的混乱,把不该有的行为带到现实世界,为我们的社会秩序带来隐患,会不会发生谁知道呢?你我边走边看吧!

(注:图片来源于网络)

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