虛擬實境正在改變世界,你還分不清VR、AR、MR嗎?

2021-01-21 超級創客


虛擬實境,什麼時候能走進人類生活?

它爆發的奇點在哪?

增強現實、混合現實又是什麼?這仨是一回事兒嗎?

真假難辨的未來世界,我們準備好了嗎?

虛擬實境,Virtual Reality(簡稱VR),就是利用計算機生成一種【無限接近現實】的數字環境。

1935年,美國科幻小說家斯坦利·威因鮑姆的小說《皮格馬利翁的眼鏡》裡,講到有一種神奇的眼鏡,只要戴上它,就能進入到電影當中,做電影的主角。這是人類對虛擬實境最早的設想。

上個世紀中期,愛折騰的美國攝影師 Morton Heilig 發明了第一臺VR設備:Sensorama 。它體積龐大,屏幕固定,擁有 3D立體聲、3D顯示、震動座椅、風扇和氣味生成器。
90年代,虛擬實境進入應用領域,不過一直發展緩慢。
直到新世紀開始,虛擬實境被重新拾起,2016年,資本大量湧入,成了虛擬實境最熱的一年。同年3月,虛擬實境被「重磅文件」點名。十三五計劃首次提出虛擬實境,讓它成為重要經濟增長點。之後幾年,虛擬實境又陸續被地方政策點名,並且細化到各行各業裡。中國、美國、日本、韓國、歐盟等,都在加大政策扶持力度,搶虛擬實境這塊蛋糕。現在的虛擬場景,可以和現實場景融合;未來,你不需要戴上笨重的眼鏡,只需要戴一片薄薄的隱形眼鏡,就可以進入虛擬世界……

狹義的虛擬實境,就是現在我們熟悉的VR,廣義的虛擬實境,包括VR、AR(增強現實)和MR(混合現實)。

VR(Virtual Reality),是在現實生活外,創造一個虛擬世界。最難解決的問題是圖形計算和沉浸感。

AR(Augmented Reality),是把虛擬事物疊加到現實世界圖像的最前面的圖層。最難解決的問題是圖像識別和跟蹤。

MR(Mixed Reality),是把虛擬物體和現實物體都進行再次計算,把它們混合到一起。核心問題是對現實世界的3D掃描,以及遠近空間的感知。

VR讓人感覺「我怎麼在這裡?」,AR、MR讓人感覺「哎?這裡多了個本來不存在的東西」。有網友把VR、AR、MR稱為夢到鬼,看到鬼,和鬼在一起的區別。

它們最後會發展融合成一個大的概念,即反映人的精神世界、真實世界和虛擬世界之間的關係。

先說說虛擬實境,VR。

前文說過,VR是透過VR眼鏡,呈現一個虛擬世界,讓你覺得身臨其境。

這就要求眼前的畫面清晰;畫面細節豐富、細膩;處理器、網絡環境夠強。

畫面清晰,就是畫面解析度要夠高。目前,業內對VR眼鏡屏幕解析度的要求是:達到單目8k,雙目16k。市面上產品還達不到這個水平。但5G時代來臨後,單目8k眼鏡問世只是時間問題。

畫面細節夠豐富、細膩,涉及到一個電影裡的概念——幀數。幀數越高,畫面動起來就越生動,幀數太低,視覺殘留,會讓人出戲。李安的電影《比利·林恩的中場戰事》,就達到了120幀/秒,畫面細節真實,讓人身臨其境。

處理器、網絡環境夠強,就是要讓VR眼鏡能一秒傳輸120張8k高清照片,這個程度上才能出現真假難辨的效果。

聊完虛擬實境,說增強現實,AR。

AR是用虛擬的東西把現實增強。

舉兩個例子。

2016年,日本任天堂推出的手遊,pokemon go。打開手機攝像頭,就可以在真實環境中發現跑來跑去的寵物小精靈,可以抓捕它們。

2020年疫情期間,谷歌研發的AR寵物,也是同類產品。

有人問,人類發展虛擬實境好理解,要把沒有的東西變出來,但是增強現實有什麼用?增強的是什麼?

答:用途是解放雙手。增強的是信息。

以矽谷初創公司 Mojo Vision2020年1月發布了AR隱形眼鏡Mojo Lens,據介紹,未來,它可以為人們提供及時信息,讓人們不用頻繁掏出手機,就可以看到和日常生活有關的信息。


暢享一下。未來我們可以通過AR眼鏡,一出門就了解交通狀況,路過一家餐廳,就能看到菜單、價格和人們的點評,可以看到坐在對面的商業夥伴在天眼查上的風險提示。

再說混合現實,Mixed Reality。

MR指的是合併現實世界和虛擬世界,產生新的可視化環境。它可以實現虛擬與現實之間的自由切換。

它是AR的升級,所需要解決的技術問題更多,難度更高。

MR是讓虛擬出來的物體,在真實世界裡「存在」,而且符合一切物理規律,比如遮擋關係、反光、影子……

2017年6月6日,蘋果召開了全球開發者大會,推出了新的增強現實平臺,ARkit。

大會上展示的內容很簡單,就是你用蘋果手機對準一張什麼都沒有的桌子,到了手機裡,桌子上卻多了茶杯和檯燈。很多人說這將「開啟混合現實技術新時代」。

為什麼呢?——在增強現實程序裡,桌子上虛擬的茶杯和檯燈,都有投影,而且當你移動這些虛擬物品時,投影也會隨之改變方向。

這就要求程序把攝像頭中的桌面進行三維建模計算,才能知道真桌子和假檯燈的距離、關係,角度是多少,物體怎樣投影才是正確的。

目前,MR非常實用的一個功能,是幫人網購家具。

某脫口秀演員講過一個段子。他說,家裡太小,買一個鞋櫃回家,為了給鞋櫃騰地方,其他家具都要重新擺放,擺來擺去,發現自己買了套「華容道」。

MR可以解決這個問題。比如一些家具體驗中心。它可以讓人一鍵進入MR裝飾空間,身臨其境體驗裝修效果,可以在虛擬空間走動,開關門、燈,感受未來的家。

最後,說完廣義的虛擬實境,也順便講到另一項特別容易混淆的技術,叫全息投影。很多人分不清這兩個東西。

他們的技術區別是——虛擬實境的核心技術是圖形計算和識別。而全息投影是完全靠投影做出來的,主要利用光學的幹涉和衍射原理。

目前虛擬實境要藉助設備(比如透過眼鏡、手機屏幕)看,而全息能裸眼看;虛擬實境的呈現不受環境限制,全息要在黑暗環境呈現效果才好;虛擬實境畫面高清飽滿,全息相對模糊。

2019央視春晚,吉克雋逸演繹《映山紅》中與蝴蝶互動,《紅太陽照邊疆》裡飛馳的列車,這些炫酷的特效,是用AR做出來的,現場觀眾看不到,電視機前的觀眾才能看到。

2020年7月,世界人工智慧大會在上海召開,馬雲隔空發言,用的則是全息投影技術。從舞臺視覺效果來看,全息投影和AR做出畫面的差距,還蠻大的。

虛擬實境、全息的終點,是達到虛擬和現實完美融合。

從需求來看,殊途同歸。

要達到這種境界,做出出毫無邏輯破綻的場景,需要非常強大的技術和運算能力。

這個時候,一種開發系統——「遊戲引擎」就顯得特別重要。

它能打造虛擬世界,讓這個虛擬世界的畫面逼真、合理。

目前市面上能做出最高級的畫面和物理效果的是EPIC GAMES的虛幻引擎。

這個EPIC GAMES,來頭很大。它做出了全球最高端的,壟斷級的遊戲引擎,實力已經強大到和科技巨頭蘋果抗衡。

事實上,在這個賽道上,EPIC GAMES團隊,早就看到了自己在未來的話語權。

虛擬實境世界,入局者越來越多,賽事越來越有趣。

詳細的,咱們下期接著講。

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