一文看懂VR、AR和MR區別

2021-02-23 雷課

VR

Virtual Reality,虛擬實境,是指利用計算機技術模擬產生一個為用戶提供視覺、聽覺、觸覺等感官模擬的三度空間虛擬世界,用戶藉助特殊的輸入/輸出設備,與虛擬世界進行自然的交互。用戶進行位置移動時,電腦可以通過運算,將精確的三維世界視頻傳回產生臨場感,令用戶及時、無限制地觀察該空間內的事物,如身臨其境一般。硬體代表是Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR、三星Gear VR等,遊戲代表是《極樂王國》,它是全球首個VR社交遊戲平臺。

AR

Augmented Reality,增強現實,是一種實時計算攝影機影像位置及角度,並輔以相應圖像的技術。這種技術可以通過全息投影,在鏡片的顯示屏幕中將虛擬世界與現實世界疊加,操作者可以通過設備互動。硬體代表作是大名鼎鼎的Google Glass,遊戲代表作是《精靈寶可夢Go》,這款遊戲曾經風靡全球。

MR

Mix reality,混合現實,指的是結合真實和虛擬世界創造了新的環境和可視化三維世界,物理實體和數字對象共存、並實時相互作用,以用來模擬真實物體,是虛擬實境技術的進一步發展。硬體代表作是Hololens和Magic Leap,遊戲代表作是《超次元MR》。

剖析三者關係

VR、AR和MR它們的從屬關係是這樣的:VR概念最小,AR概念包含了VR,MR概念最大,包含了VR和AR。

簡單地說,VR看到的圖像全是計算機模擬出來的,都是虛假的,因此利用VR技術可以憑空在臆造出一位絕世美女或者超級帥哥,由於VR出的較早大家都比較容易理解,這裡不多說了。

VR看到的圖像全是計算機模擬出來的

AR是將虛擬信息加在真實環境中,來增強真實環境,因此看到的圖像是半真半假,為了更好的理解,我們來看看現在很流行的Faceu激萌特效相機APP,這款APP會自動識別人臉,並在人臉上疊加動態貼圖和道具,從而創造出賣萌搞笑效果的照片,例如加兔子耳朵、加彩虹特效,加貓須什麼的,讓妹紙瞬間麼麼噠。沒有用過Faceu也沒有關係,最新版的手機QQ也支持動態掛件,也是同樣的效果,都算是AR,只不過是比較基礎的應用。其實,智慧型手機上實際上有很多應用都屬於AR,例如現在微信電話本APP設置頭像後,會自動將頭像設置為3D場景。

Faceu提供的動態掛件是簡單的AR效果

MR是將真實世界和虛擬世界混合在一起,可以說它呈現的圖像令人真假難辨。MR比較像是VR和AR的組合,可以在現實的場景中顯示立體感十足的虛擬圖像,且還能通過雙手和虛擬圖像進行交互。一句話總結就是VR是全虛的,AR是半真半假,MR是真假難辨,這樣是不是很容易理解了!

等等,全虛的好理解,但半真半假和真假難辨還是有點不明白,有的東西AR和MR都可以做到,例如投射一個遊戲界面,這有怎麼區別呢?下面,我們以遊戲界面為來具體說說兩者的區別。戴上AR設備Google Glass,它在正前方投射出一個遊戲界面,然後你在房間內左右走動、前後走動,甚至大幅度轉動頭部,遊戲界面始終就在你的正前方,且與玩家的相對位置是不變的;戴上MR設備Hololens,它在正前方投射出一個遊戲界面,然後你在房間內左右走動、前後走動,甚至大幅度轉動頭部,遊戲界面始終就在那面牆壁上沒有變化。因此,我們可以說投射的虛擬畫面如果可以跟隨硬體移動而自動跟隨移動的,是AR,反之就是MR。

真假難辨的MR特效

還有一個簡單的區分方法,那就是虛擬物體與真實物體是不是被肉眼分離出來,如果不能被肉眼分離的就是MR,可以的就是AR。例如之前提到的Faceu激萌特效相機APP以及不少AR應用一眼就可以知道哪些是真的,哪些是假的。而MR直接向視網膜投射整個4維光場,所以用戶看到的物體和看真實的物體,從數學上是沒有區別的。

總的來說,VR最容易分辨,簡單AR場景可以通過手機APP實現,MR是AR的加強版。

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VR虛擬實境

AR增強現實

MR混合現實

備註

定義

全是虛的

半真半假

真假難辨

VR概念最小,AR概念包含了VR,MR概念最大包含了VR和AR

代表產品

Oculus Rift、HTC Vive、

PlayStation VR、三星Gear VR

Google Glass

Hololens、Magic Leap

代表遊戲

《極樂王國》

《精靈寶可夢Go》

《超次元MR》

適用場景

商場娛樂、遊戲、影片

遊戲、移動APP

商業領域

應用人群

大眾消費者

大眾消費者

企業工作者

別被鯨魚視頻誤導

看到這裡有的朋友想問,之前在網上看到一個Magic Leap公司發布的鯨魚視頻,視頻中一間大型的體育館內,一條鯨魚憑空從地板中衝出,激起無數浪花,觀眾只憑藉著肉眼就可以欣賞。Magic Leap宣傳這是一種「動態數字光場信號」技術,可以將圖像直接投射到用戶的視網膜之中,讓用戶憑空看到現實中不存在的虛擬景象。這是AR還是MR呢?參照我們之前的剖析,如果真的可以實現視頻的內容,那一定是MR,因為鯨魚和浪花不是現實,卻與現實完美契合,且從角度不同都可以看到這個「神奇」的景象。也只有MR從可以達到這種如同電影特效般的效果。

小貼士:CR又是什麼?

CR是英文Cinematic Reality的縮寫,中文是影像現實的意思,其想表達的是虛擬場景跟電影特效一樣逼真。這個概念是Magic Leap曾經使用國,如今不少人已經就這個概念混入MR,因為這兩者太難分辨,從某種意義上來說是一個東西。

但是現階段的技術是無法實現鯨魚視頻的場景的,畢竟憑空看到一個虛擬物體,這種夢想已經燃燒了幾百年,大家除了在電影中看到,在現實生活中只能通過3D全息影像技術重現。不管是那種全息投影技術,有兩個限制,一個是需要一款屏幕,另外一個是投影需要黑色的背景或者是投影中不使用黑色,因為我們目前的技術還不能發出黑色光線。不過,換個角度來看在未來說不定隨著技術進步,這個場景不再是夢想,那時我們我們可以看電影不再局限於電影院,坐在咖啡館也可以看;進入商場中後,櫃檯展示的是動態商品……

再回到鯨魚視頻,這到底是怎麼實現的呢?這要從下面幾點說起:1.視頻中的孩子們沒有穿戴任何高科技裝備,但Magic Leap的專利是「大型同步遠程數字存在」技術,這個技術需要3D虛擬與增強現實系統、符合人體工程學的頭戴式顯示器、觸覺手套、緊湊型成像系統配合,也就是說不靠高科技裝備是無法實現的;2.Magic Leap宣傳的「動態數字光場信號」技術在網上查不到沒有任何技術資料;3.體育館背後的兩個窗戶提供了敞亮的照明,鯨魚躍起時竟然擋住了背後的的陽光,虛擬影像毫無透明度;4. Magic Leap公司與Weta公司有合作,之前推出過多部視頻,後者是一家著名的電影特效公司,也就是說鯨魚視頻極有可能是後期經過特效處理的宣傳視頻。

在地板憑空出現活靈活現的鯨魚

AR發展歷史

1966年,計算機圖形學之父和增強現實之父 Ivan Sutherland 開發出人類歷史上第一套增強現實頭顯設備「達摩克利斯之劍」;

1992年,波音公司的研究人員 Tom Caudell 嘗試開發增強現實頭顯設備用於簡化電路板組裝工作;

1994年,藝術家Julie Martin 設計了一出名為《賽博空間之舞》的表演,舞者與投影到舞臺上的虛擬內容進行交互,這是世界上第一個增強現實戲劇作品;

1998 年,Sportvision 公司開發出 1st & Ten 系統並將其應用在橄欖球直播中,首次實現了「第一次進攻」黃色線在電視屏幕上的可視化。這項技術後來也被應用於其他體育賽事,比如遊泳比賽時,每個泳道會顯示出選手的名字、國旗以及排名;

1999 年,奈良先端科學技術學院的加藤弘一教授和 Mark Billinghurst 共同開發了第一個 AR開源框架:ARToolKit;

2000 年,AR 瀏覽器 RWWW 誕生;

2009 年,AR 用於紙媒《Esquire》,用於電影《大偵探福爾摩斯》的宣傳;

2012 年,Google 宣布開發 Google Glass 增強現實眼鏡;

2014 年,AR 兒童教育玩具 Osmo 誕生;

2015 年,現象級 AR 手遊 Pokémon GO 橫空出世,隨後掀起了移動平臺的 AR 熱;

2017 年,蘋果公司發布 ARKit,同年Google ARCore 推出。

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