科普：關(guān)于VR、AR、MR、XR的區(qū)別

    VitualReality，虛擬現(xiàn)實，是利用計算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個三維的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺等感官的模擬，有十足的「沉浸感」與「臨場感」。俗話說就是，你看到的所有東西都是計算機生成的，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。兩個典型的AR系統(tǒng)是車載系統(tǒng)和智能手機系統(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。

    智能手機上實際上有很多應(yīng)用都屬于AR，但是人們往往不會「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)你打開應(yīng)用，把手機攝像頭對著某幢大廈，手機屏幕上便會浮現(xiàn)這個大廈的相關(guān)信息，比如名稱、樓層等等。再比如前段時間比較火的FaceU，也算是AR應(yīng)用，它實時地捕捉用戶的頭部，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，將通過眼鏡上的「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虛擬圖像的現(xiàn)實世界?？赡苡信栌褧苫罅?，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，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-虛擬」區(qū)間（reality-virtuality continuum）。區(qū)間向左至無窮表示「現(xiàn)實環(huán)境」，依次向右為「增強現(xiàn)實（AR）」、「增強虛擬（AV，Augmented Vituality）」，直到向右至無窮表示「虛擬環(huán)境」，而「混合現(xiàn)實」則包含了「增強現(xiàn)實」與「增強虛擬」。

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

    那么MR定義是：將真實世界和虛擬世界混合在一起，來產(chǎn)生新的可視化環(huán)境，環(huán)境中同時包含了物理實體與虛擬信息，并且必須是「實時的」。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，很多時候為了描述方便或者其他原因，就把AR也當(dāng)做了MR的代名詞，用AR代替了MR。

    再者，從業(yè)界鼓吹的概念來講，AR和MR并沒有明顯的分界線，未來也很可能不再區(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)和顯示效果上來說，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，有兩點主要的不同。

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

    舉個例子，戴上Google Glass，它在你的左前方投射出一個「天氣面板」，不管你怎樣在屋子中走動，或者轉(zhuǎn)動頭部，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，它也會在屋子墻壁上投射出一個天氣面板，但是不同之處在于，不管你怎樣在屋子中走動，或者轉(zhuǎn)動頭部，天氣面板始終都在那面墻上，它不會由于你的移動而移動（這主要里涉及空間感知定位技術(shù)，SLAM，即時定位與地圖構(gòu)建，為其中最主要的之一，作用是讓設(shè)備實時地獲取周圍的環(huán)境信息，才能精確地將虛擬物體放在正確的位置，所以無論用戶的位置無論怎么變動，虛擬物體的位置都可以固定在房間中的同一個位置）。

    第二，在理想狀態(tài)下（數(shù)字光場沒有信息損失），虛擬物體與真實物體是否能被區(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投射出的隨你而動的虛擬信息；而Magic Leap，用戶看到的虛擬物體和真實物體幾乎是無法區(qū)分的（這里主要涉及數(shù)字光場技術(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4維光場，所以用戶從Magic Leap看到的物體和看真實的物體，從數(shù)學(xué)上是沒有什么區(qū)別的，是沒有信息損失的）。

    當(dāng)然，「AR設(shè)備」與「MR設(shè)備」的界限不是絕對的（甚至說這種界限是企業(yè)YY出來的），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)備未來也會使用SLAM、數(shù)字光場以及視網(wǎng)膜投射等技術(shù)（比如Google 的Project Tango），這時AR也就演化為MR了吧。

    至于CR，是Magic Leap曾經(jīng)宣揚的概念

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

    還有一點很重要，就是Magic Leap并不是裸眼觀看的，不要被曾經(jīng)紅極一時的「鯨魚視頻」誤導(dǎo)，Magic Leap同樣需要一個頭戴顯示器，「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。其實想想本質(zhì)就知道，這事從物理上很難實現(xiàn)的：純空氣中沒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”表示一個未知變量。這個厲害了，給個公式自己體會吧，XR=VR+AR+MR。

    XR有一個比較大的特征是，將會擺脫線控，很有可能實現(xiàn)從PC端到移動端的跨越，這就有點醞釀下一個移動終端變革的意思了。另外，這很可能是未來這一項技術(shù)得到普及的關(guān)鍵，不過也正是XR的野心，使得其對性能要求更高，需要更低的功耗、更小的尺寸、更強的擴展性。

    Unity在2017年的游戲開發(fā)者大會(GDC)，就曾發(fā)布了XR Foundation Toolkit(XRFT)，該軟件被定義為：XR開發(fā)人員的框架，同時允許任何人投身到XR開發(fā)中。在前不久上海2017 MWCS上，高通再次提起XR時，并提出XR的實現(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題，預(yù)計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，很長一段時間被誤解為是做游戲機的。

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2017-12-22 17:43 上傳