終極掃盲貼:VR、AR、MR、CR區別到底在哪?


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VR的概念想必大家都比較清楚了,這裏一帶而過,重點講述AR、MR和CR的區別。


VR

VitualReality,虛擬現實,是利用計算設備模擬產生一個三維的虛擬世界,提供用户關於視覺、聽覺等感官的模擬,有十足的「沉浸感」與「臨場感」。俗話説就是,你看到的所有東西都是計算機生成的,都是假的。典型的輸出設備就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

AR

AugmentedReality,增強現實,字面解釋就是,「現實」就在這裏,但是它被增強了,被誰增強了?被虛擬信息。兩個典型的AR系統是車載系統和智能手機系統,被討論最多的AR設備是Google Glass。

很多汽車在其車載系統當中加入了AR應用,比如,GMC在其擋風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,降低低頭與抬頭期間忽略外界環境的快速變化,以及眼睛焦距需要不斷調整產生的延遲與不適;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用都屬於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(基於地理位置的服務)應用,當你打開應用,把手機攝像頭對着某幢大廈,手機屏幕上便會浮現這個大廈的相關信息,比如名稱、樓層等等。再比如前段時間比較火的FaceU,也算是AR應用,它實時地捕捉用户的頭部,並把類似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」這些虛擬信息疊加於用户的頭部。


GoogleGlass允許你與周圍環境交互時,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膜,於是乎你看到的就是疊加過虛擬圖像的現實世界。可能有盆友會疑惑了,那它跟Hololens和Magic Leap區別在哪?別急,繼續往下看。

MR

那麼高潮來了,大多數盆友分不清的應該是AR和MR(Mixed Reality,混合現實,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「現實-虛擬」區間(reality-virtuality continuum)。區間向左至無窮表示「現實環境」,依次向右為「增強現實(AR)」、「增強虛擬(AV,Augmented Vituality)」,直到向右至無窮表示「虛擬環境」,而「混合現實」則包含了「增強現實」與「增強虛擬」。

增強現實(AR)上面解釋過了,是將虛擬信息加在真實環境中,來增強真實環境;那麼增強虛擬(AV)是什麼?同樣的道理,是將真實環境中的特性加在虛擬環境中。舉個例子,手機中的賽車遊戲與射擊遊戲,通過重力感應和來調整方向和方位,那麼就是通過重力傳感器、陀螺儀等設備將真實世界中的「重力」「磁力」等特性加到了虛擬世界中。

那麼MR定義是:將真實世界和虛擬世界混合在一起,來產生新的可視化環境,環境中同時包含了物理實體與虛擬信息,並且必須是「實時的」。MR的兩大代表設備就是Hololens與Magic Leap。

AR和MR該如何區分?

在上述定義下,AR往往被看做是MR的其中一種形式,因此在當今業界,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。

再者,從業界鼓吹的概念來講,AR和MR並沒有明顯的分界線,未來也很可能不再區分AR與MR,MR更多也只是Hololens和Magic Leap打出的噱頭。但是現今所謂的「AR設備」與「MR設備」,從所應用的技術和顯示效果上來説,還是稍稍有所不同的,所以我們這裏還是講講這兩類設備的區別(以Google Glass代表的AR設備與以Hololens與Magic Leap為代表的MR設備)。

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,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,它也會在屋子牆壁上投射出一個天氣面板,但是不同之處在於,不管你怎樣在屋子中走動,或者轉動頭部,天氣面板始終都在那面牆上,它不會由於你的移動而移動(這主要裏涉及空間感知定位技術,SLAM,即時定位與地圖構建,為其中最主要的之一,作用是讓設備實時地獲取周圍的環境信息,才能精確地將虛擬物體放在正確的位置,所以無論用户的位置無論怎麼變動,虛擬物體的位置都可以固定在房間中的同一個位置)。


第二,在理想狀態下(數字光場沒有信息損失),虛擬物體與真實物體是否能被區分。

AR設備創造的虛擬物體,是可以明顯看出是虛擬的,比如FaceU在用户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,用户看到的虛擬物體和真實物體幾乎是無法區分的(這裏主要涉及數字光場技術,Digital Light Field。AR設備使用二維顯示屏呈現虛擬信息,因此真假很容易分辨;而MR設備直接向視網膜投射整個4維光場,所以用户從Magic Leap看到的物體和看真實的物體,從數學上是沒有什麼區別的,是沒有信息損失的)。


當然,「AR設備」與「MR設備」的界限不是絕對的(甚至説這種界限是企業YY出來的),這裏把它們分為這兩類,主要是讓大家明白他們所應用的技術和達到的效果是有所區別的。AR設備未來也會使用SLAM、數字光場以及視網膜投射等技術(比如Google 的Project Tango),這時AR也就演化為MR了吧。

至於CR,是Magic Leap曾經宣揚的概念

説自己是Cinematic Reality,影像現實,意思是虛擬場景跟電影特效一樣逼真。但是後來好像他們的發言人也把自己歸做MR了。

還有一點很重要,就是Magic Leap並不是裸眼觀看的,不要被曾經紅極一時的「鯨魚視頻」誤導,Magic Leap同樣需要一個頭戴顯示器,「鯨魚視頻」應該是後期做的特效。人類希望能憑空看到一個虛擬物體,已經想了幾百年了,各種科幻電影裏也出現了很多在空氣中的全息影像。其實想想本質就知道,這事從物理上很難實現的:純空氣中沒有可以反射或折射光的介質。顯示東西最重要的是介質。

最後,小K想説的是,這些技術叫什麼R不重要,這些概念也不重要。很多情況下,都是某些企業為了迎合市場需求,爭相去成為行業標準的制定者,這樣也顯得他們自己牛X一些。有句話叫「一流的企業做標準,二流的企業做品牌,三流的企業做產品」,發明這些概念的企業估計也是為了爭當「一流」的企業吧。

本文由微信公眾號「VR看天下」(VRkantianxia)原創發表,部分觀點參考Bob James博客。

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