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什么是VR/AR/MR/HR 虚实之间的黑科技新发明

2019年06月14日 15:23 次阅读

2016年被称作“VR元年”,而在两年之后,又有评论称我们迎来了VR2.0时代。10月19号,2018世界VR产业大会在江西南昌举行,“虚实之间”,究竟有哪些黑科技新发明?

今年3月30号由史蒂文·斯皮尔伯格执导,扎克·佩恩、恩斯特·克莱恩编剧,泰伊·谢里丹、奥利维亚·库克、西蒙·佩吉、本·门德尔森、马克·里朗斯、T·J·米勒主演的《头号玩家》在中国大陆上映 。电影讲述了一个现实生活中无所寄托、沉迷游戏的大男孩,凭着对虚拟游戏设计者的深入剖析,历经磨难,找到隐藏在关卡里的三把钥匙,成功通关游戏,并且还收获了网恋女友的故事。值得注意的是,该片在拍摄的过程中全程也是用了VR设备,只不过目前想要达到影片中的身临其境的效果,就目前的技术而言还是不行的,应该说这条路还很长。

什么是VR/AR/MR/HR 虚实之间的黑科技新发明

什么是VR

VR,全称:Virtual Reality,即虚拟现实。虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向,是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合,是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外,还有听觉、触觉、力觉、运动等感知,甚至还包括嗅觉和味觉等,也称为多感知。自然技能是指人的头部转动,眼睛、手势、或其他人体行为动作,由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据,并对用户的输入作出实时响应,并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。

VR使用者会完全感觉处于一个虚拟现实环境中,VR的分辨率越高,虚拟现实给人的感觉越真。但就目前的市场反应来看,VR设备价格过高,舒适度不好,应用市场不足,用户体验不好,实用性不够。

什么是VR/AR/MR/HR 虚实之间的黑科技新发明

什么是AR

如果说AR是是用虚拟场景取代现实场景,那么AR就是在显示环境中扩充虚拟信息,这些信息可以使来自听觉、视觉甚至是触觉;目的就是在感官上让现实世界和虚拟世界融合在一起。

2018年8月底,福克斯财经频道报道:苹果公司重在研发一款AR眼镜,单眼分辨率科达8K;10月25号美国科技新闻网报道:社交平台Facebook也正在研发一款属于自己的AR眼镜。

AR,全称:Augmented Reality,即现实增强。现实增强技术是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升,预期增强现实的用途将会越来越广。

AR是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

增强现实技术,不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中,用户利用头盔显示器,把真实世界与电脑图形多重合成在一起,便可以看到真实的世界围绕着它。

增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下,不同于人类可以感知的信息。

什么是VR/AR/MR/HR 虚实之间的黑科技新发明

什么是MR

微软在2018世界VR产业大会推出不受线缆限制的全息计算机投影设备Hololence,可通过手势或者语音将虚拟信息加载到现实所处环境中,同时还可以与这些加载信息进行实时的灵活互动。Hololence更多是一个平台,虽说是硬件为主,但是更多的是为用户搭建一个生态体系。

VR,是将用户置身于虚拟环境之中,更多强调身临其境的体验感;AR,则是将虚拟景象带入到现实所处的环境之中。MR,则是搭建一个平台,将现实世界和数字世界中的人、景、物及所处的场所融为一体,让彼此可以在同一个环境中互动交流。比如:现实生活中工厂设备出现了故障需要及时处理,但维修人员又不在,那么这个时候你就可以带上MR眼镜,将数字信息的维修人员带入你所处的工厂环境之中,进行远程指导,你所能看到状况,维修人员一目了然,并指导你找出相关的问题并及时处理。

MR,既是“混合现实”(Mixed Reality),而又是由“智能硬件之父”多伦多大学教授Steve Mann提出的介导现实,全称Mediated Reality。混合现实可以说是三者当中最不为人所知的,但有意思的是,它可能是进入主流市场最容易的方式。

混合现实的关键词是灵活性,它试图把VR和AR的优点集于一身。从理论上讲,混合现实可让用户看到看到现实世界(类似AR),但同时又能呈现出可信的虚拟物体(类似VR)。随后,它会把虚拟物体固定在真实空间当中,从而给人以真实感。

比如,玩家在《精灵宝可梦Go》当中看到的角色并没有遵循混合现实的规则。当遭遇小精灵时,它的距离并不会随着玩家的移动而发生改变。更直接地讲,它是在真实世界之上的,而并不会让人觉得它实际存在于现实世界当中。

而在混合现实当中,体验者是可以感受到虚拟物体与现实世界之间的依存关系的。它也完全符合现实世界中的透视法则,走近看会变大,而离远之后会变小。这听上去的确很棒,但有关混合现实方面的应用研究目前还都处于闭门测试状态。就拿获得了谷歌和高通等巨头投资的Magic Leap举例,这家公司至今都没有公开展示过自己的技术,而我们对其相关的硬件产品更是一无所知。

借助MR混合现实技术,你可以和不同伙伴合作,变成工作中非常重要的一部分,也为企业员工带来了不同的工作方式,提高了工作效率。

MR混合现实技术,更强调为不同的客户定制符合自身的解决方案,这在一定程度上会帮助传统企业实现数字化转型,而人们的工作生活方式也会被改变。如:远程医疗,远程教学,远程技术支持等相关领域改变。

什么是HR

HR,全称Holographic Reality ,即全息现实,也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,此即拍摄过程:被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。
       记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片。其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。
       再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。

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