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        虛擬現(xiàn)實中的VR、AR、MR和CR

        2017-11-07 21:19:51吳俊凡
        科技視界 2017年17期
        關(guān)鍵詞:計算機圖形學(xué)虛擬現(xiàn)實人工智能

        吳俊凡

        【摘 要】整個社會對虛擬現(xiàn)實的研究和開發(fā)源于上個世紀(jì)六十年代,計算機圖形學(xué)、人機接口技術(shù)、圖像處理與模式識別、多傳感技術(shù)、語音處理與音響技術(shù)、高性能計算機系統(tǒng)、人工智能等領(lǐng)域在之后半個世紀(jì)取得了長足的發(fā)展為虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)爆發(fā)打下的堅實的基礎(chǔ)。那么問題來了,到底VR、AR、MR和CR說的是什么呢?

        【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實;計算機圖形學(xué);人工智能

        中圖分類號: J905 文獻標(biāo)識碼: A 文章編號: 2095-2457(2017)17-0001-002

        VR,AR,MR,and CR in Virtual Reality

        WU Jun-fan

        (School of software engineering,Tongji University,Shanghai 201804,China)

        【Abstract】The whole society of virtual reality researched and development from the last century in 1960s,such as the field of computer graphics,human-computer interface,image processing and pattern recognition technology,sensor technology,speech processing and sound technology,high performance computer systems, artificial intelligence etc.After half a century they has made considerable development and lay a solid explosive the foundation for virtual reality industry. So here comes the question,what exactly is VR,AR,MR and CR talking about?

        【Key words】Virtual reality;Computer graphics;Artificial intelligence

        1 VR確實是未來

        曾經(jīng)被人們寄予厚望后來又被淘汰的可憐兒Google Glass只是把顯示器搬到眼鏡上,而VR等*R產(chǎn)品,則是重新改變?nèi)祟惻c世界的交互方式,基于這些*R設(shè)備,我們可以前所未有的方式探索這個世界,工作、學(xué)習(xí)、娛樂、社交甚至享受性生活。

        VR掀起的XR技術(shù),將人類帶入了『三維』信息視角,通過*R技術(shù),我們?nèi)嵌葋碛^看這個世界的數(shù)字記錄,看新聞、看比賽、看電影、看美女……數(shù)字世界與物理世界的便捷在AR技術(shù)(增強現(xiàn)實)的加持下,被模糊掉了,我們處在一個比特與原子世界混肴的世界。這將徹底顛覆我們獲取信息、產(chǎn)生信息、與世界交互、進行生產(chǎn)諸多方式,就像計算機曾經(jīng)改變世界的那樣,聽上去讓人振奮。

        短短一年之間,圍繞著VR的新概念已經(jīng)讓人眼花繚亂,這讓人感受到科技業(yè)的一日千里——當(dāng)然,科技圈本身就十分熱衷于創(chuàng)造新概念。這里不妨先進行一個科普,關(guān)于XR的那些概念。

        1.1 VR(Virtual Reality),虛擬現(xiàn)實

        圖1

        沉浸式地進入虛擬世界消費內(nèi)容,給用戶身臨其境的感覺。這些內(nèi)容可以是電影、比賽、風(fēng)景、新聞等等,一些內(nèi)容還能進行交互,例如VR游戲可以追蹤你的移動、步態(tài)、眼球、下蹲等等。

        VR消費類設(shè)備現(xiàn)可分為三類:需要配合電腦的頭戴式設(shè)備代表為Oculus Rift,尚未商用;投射手機內(nèi)容的VR轉(zhuǎn)換支架,代表有暴風(fēng)魔鏡、CardBoard;自帶主機無需電腦手機等外設(shè)的VR一體機。還有專業(yè)的VR內(nèi)容生產(chǎn)設(shè)備例如Nokia OZO。

        VR尚處于初級階段,內(nèi)容和應(yīng)用匱乏、佩戴舒適度、人機交互等問題依然是難點。

        1.2 AR(Augmented Reality),增強現(xiàn)實

        如果說VR給到消費者的是一個100%的虛擬世界,那么AR就是以現(xiàn)實世界的實體為主體,借助于數(shù)字技術(shù)幫助消費者更好地探索現(xiàn)實世界和與之交付。

        最典型的AR設(shè)備是Google Glass(中國對應(yīng)是BaiduEye),當(dāng)你盯著某個餐廳,就幫你檢索相關(guān)信息并顯示,當(dāng)你盯著某個美女,就顯示其三圍,類似于這樣的應(yīng)用。

        如果我們用手機拍照之后再進行圖像搜索或者進行PS操作算AR嗎?不算,因為AR意味著你跟實體世界一定是實時交互的。隨著設(shè)備計算能力、圖像處理能力以及網(wǎng)絡(luò)連接能力增強,AR應(yīng)用將越來越廣泛。

        2 VR和AR的區(qū)別

        簡單來說,虛擬現(xiàn)實(VR),看到的場景和人物全是假的,是把你的意識代入一個虛擬的世界。增強現(xiàn)實(AR),看到的場景和人物一部分是真一部分是假,是把虛擬的信息帶入到現(xiàn)實世界中。

        2.1 交互區(qū)別

        VR設(shè)備: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(5DT之類的)、動捕系統(tǒng)、數(shù)據(jù)頭盔等等。

        AR設(shè)備:由于AR是現(xiàn)實場景和虛擬場景的結(jié)合,所以基本都需要攝像頭,在攝像頭拍攝的畫面基礎(chǔ)上,結(jié)合虛擬畫面進行展示和互動,比如GOOGLE GLASS這些(其實嚴(yán)格的來說,IPAD,手機這些帶攝像頭的只能產(chǎn)品,都可以用于AR,只要安裝AR的軟件就可以。)

        2.2 技術(shù)區(qū)別

        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(shù)的發(fā)揮。和我們接觸最多的就是應(yīng)用在游戲上,可以說是傳統(tǒng)游戲娛樂設(shè)備的一個升級版,主要關(guān)注虛擬場景是否有良好的體驗。而與真實場景是否相關(guān),他們并不關(guān)心。VR設(shè)備往往是浸入式的,典型的設(shè)備就是oculus rift。endprint

        AR應(yīng)用了很多computer vision的技術(shù)。AR設(shè)備強調(diào)復(fù)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;自主跟蹤并且對周圍真實場景進行3D建模,而不是我打開Maya照著場景做一個極為相似的。典型的AR設(shè)備就是普通移動端手機,升級版如Google Project Tango。

        2.3 MR(Mix Reality),混合現(xiàn)實

        圖2

        嚴(yán)格意義上來說,習(xí)大大參觀微軟所體驗的Hololens并不是一款A(yù)R設(shè)備,因為它不只是增強了現(xiàn)實,功能上 HoloLens是>Oculus Rift的。你可以戴著它進行摩托車設(shè)計,現(xiàn)實世界中可能真的有一些組件在那里,也可能沒有。

        你戴著它在客廳玩游戲,客廳就是你游戲的地圖,同時又有一些虛擬的元素融入進來??傊?,MR設(shè)備給到你的是一個混沌的世界:如果數(shù)字模擬技術(shù)(顯示、聲音、觸覺)等,你根本感受不到二者差異。

        正是因為此MR技術(shù)更有想象空間,它將物理世界實時并且徹底地比特化了,又同時包含了VR和AR設(shè)備的功能。有消息稱,微軟所開發(fā)的HoloLens開發(fā)者版本將在2016年一季度上市,售價3000美元,但愿不要跳票吧。

        2.4 CR(Cinematic Reality),影像現(xiàn)實

        圖3

        這是Google投資的Magic Leap提出的概念,主要為了強調(diào)與VR和AR技術(shù)的不同,同樣,其自認為與MR也不同,實際上理念是類似的,均是模糊物理世界與虛擬世界的便捷,所完成的任務(wù)、所應(yīng)用的場景、所提供的內(nèi)容,與MR產(chǎn)品是相似的。

        其核心在于,『通過光波傳導(dǎo)棱鏡設(shè)計,Magic Leap從多角度將畫面直接投射于用戶視網(wǎng)膜,從而達到“欺騙”大腦的目的?!痪褪钦f,有別于通過屏幕投射顯示技術(shù),通過這樣的技術(shù),實現(xiàn)更加真實的影響,直接與視網(wǎng)膜交互,解決了Hololens視野太窄或者眩暈等問題。

        說到底,只是MR技術(shù)的不同實現(xiàn)方式而已。Google看好Magic Leap說明這一技術(shù)的特殊性,這與馬化騰前面提到的『視網(wǎng)膜投射』呼應(yīng)。不過,Magic Leap何時還會讓大家等多久,還沒有答案。

        3 結(jié)語

        2014年Facebook以20億美元收購的Oculus已經(jīng)是VR行業(yè)領(lǐng)頭羊,預(yù)計將于2016年初推出第一代面向大眾的商用虛擬現(xiàn)實頭戴式眼鏡Oculus Rift;Sony在3D頭盔就是行業(yè)領(lǐng)先者,預(yù)計將于16年上半年推出PlayStation VR,與PS4搭配使用,目前已經(jīng)有近20款游戲?qū)脮r將同時發(fā)售。

        而近期,三星和Facebook聯(lián)合推出了一款全新的Gear VR虛擬現(xiàn)實頭盔,用戶通過Micro USB接口將智能手機連接到頭盔上,觀看視頻時就可以實現(xiàn)穿越時空,身臨其境。同樣,美國谷歌公司也推出了一款適用于安卓設(shè)備的簡易版虛擬現(xiàn)實頭盔——谷歌紙板;Facebook公司研究推出其專屬的虛擬現(xiàn)實頭盔Oculus Rift。endprint

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