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VR与AR、MR、CR的差异评析

中国学术期刊网【学术知识】 编辑:天问 福州大学学报(自然科学版) 2017-11-05VR与AR、MR、CR的差异评析原载于《福州大学学报(自然科学版)》,经中国学术期刊网小编精心整理,仅供您学习参考。

1/ VR
VitualReality,虚拟现实,是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉等感官的模拟,有十足的“沉浸感”与“临场感”。俗话说就是,你看到的所有东西都是计算机生成的,都是假的。典型的输出设备就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

沉浸式地进入虚拟世界消费内容,给用户身临其境的感觉。这些内容可以是电影、比赛、风景、新闻等等,一些内容还能进行交互,例如VR游戏可以追踪你的移动、步态、眼球、下蹲等等。

VR消费类设备现可分为三类:需要配合电脑的头戴式设备代表为Oculus Rift,尚未商用;投射手机内容的VR转换支架,代表有暴风魔镜、CardBoard;自带主机无需电脑手机等外设的VR一体机。还有专业的VR内容生产设备例如Nokia OZO。

VR尚处于初级阶段,内容和应用匮乏、佩戴舒适度、人机交互等问题依然是难点。

2/ AR
AugmentedReality,增强现实,字面解释就是,「现实」就在这里,但是它被增强了,被谁增强了?被虚拟信息。两个典型的AR系统是车载系统和智能手机系统,被讨论最多的AR设备是Google Glass。

很多汽车在其车载系统当中加入了AR应用,比如,GMC在其挡风玻璃上投射虚拟图像,用意是让驾驶者不需要低头查看仪表的显示与资料,始终保持抬头的姿态,降低低头与抬头期间忽略外界环境的快速变化,以及眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适;或者帮助驾驶者更好地感知路况信息,提高驾驶安全性。

智能手机上实际上有很多应用都属于AR,但是人们往往不会「上纲上线」地把它们称之为AR。比如一些LBS(基于地理位置的服务)应用,当你打开应用,把手机摄像头对着某幢大厦,手机屏幕上便会浮现这个大厦的相关信息,比如名称、楼层等等。

再比如前段时间比较火的FaceU,也算是AR应用,它实时地捕捉用户的头部,并把类似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」这些虚拟信息叠加于用户的头部。

GoogleGlass允许你与周围环境交互时,将通过眼镜上的「微型投影仪」把虚拟图像直接投射到你的视网膜,于是乎你看到的就是叠加过虚拟图像的现实世界。可能有盆友会疑惑了,那它跟Hololens和Magic Leap区别在哪?别急,继续往下看。

3/ MR

那么高潮来了,大多数盆友分不清的应该是AR和MR(Mixed Reality,混合现实,又称Hybrid Reality),不妨让我们先看一张图吧。

我把暂且把这张图叫做「现实-虚拟」区间(reality-virtuality continuum)。区间向左至无穷表示「现实环境」,依次向右为「增强现实(AR)」、「增强虚拟(AV,Augmented Vituality)」,直到向右至无穷表示「虚拟环境」,而「混合现实」则包含了「增强现实」与「增强虚拟」。

增强现实(AR)上面解释过了,是将虚拟信息加在真实环境中,来增强真实环境;那么增强虚拟(AV)是什么?同样的道理,是将真实环境中的特性加在虚拟环境中。举个例子,手机中的赛车游戏与射击游戏,通过重力感应和来调整方向和方位,那么就是通过重力传感器、陀螺仪等设备将真实世界中的「重力」「磁力」等特性加到了虚拟世界中。

那么MR定义是:将真实世界和虚拟世界混合在一起,来产生新的可视化环境,环境中同时包含了物理实体与虚拟信息,并且必须是「实时的」。MR的两大代表设备就是Hololens与Magic Leap。

再比如前段时间比较火的FaceU,也算是AR应用,它实时地捕捉用户的头部,并把类似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」这些虚拟信息叠加于用户的头部。

GoogleGlass允许你与周围环境交互时,将通过眼镜上的「微型投影仪」把虚拟图像直接投射到你的视网膜,于是乎你看到的就是叠加过虚拟图像的现实世界。可能有盆友会疑惑了,那它跟Hololens和Magic Leap区别在哪?别急,继续往下看。

4/ CR

CR是Magic Leap曾经宣扬的概念,说自己是Cinematic Reality,影像现实,意思是虚拟场景跟电影特效一样逼真。但是后来好像他们的发言人也把自己归做MR了。

还有一点很重要,就是Magic Leap并不是裸眼观看的,不要被曾经红极一时的「鲸鱼视频」误导,Magic Leap同样需要一个头戴显示器,「鲸鱼视频」应该是后期做的特效。人类希望能凭空看到一个虚拟物体,已经想了几百年了,各种科幻电影里也出现了很多在空气中的全息影像。其实想想本质就知道,这事从物理上很难实现的:纯空气中没有可以反射或折射光的介质。显示东西最重要的是介质。

最后,这些技术叫什么R不重要,这些概念也不重要。很多情况下,都是某些企业为了迎合市场需求,争相去成为行业标准的制定者,这样也显得他们自己牛X一些。

有句话叫「一流的企业做标准,二流的企业做品牌,三流的企业做产品」,发明这些概念的企业估计也是为了争当「一流」的企业吧。

如何区分AR和MR?
在上述定义下,AR往往被看做是MR的其中一种形式,因此在当今业界,很多时候为了描述方便或者其他原因,就把AR也当做了MR的代名词,用AR代替了MR。再者,从业界鼓吹的概念来讲,AR和MR并没有明显的分界线,未来也很可能不再区分AR与MR,MR更多也只是Hololens和Magic Leap打出的噱头。但是现今所谓的「AR设备」与「MR设备」,从所应用的技术和显示效果上来说,还是稍稍有所不同的,所以我们这里还是讲讲这两类设备的区别(以Google Glass代表的AR设备与以Hololens与Magic Leap为代表的MR设备)。

为了好理解,我们就解释地通俗一点,有两点主要的不同:

第一,虚拟物体的相对位置,是否随设备的移动而移动。如果是,就是AR设备;如果不是,就是MR设备。

第二,在理想状态下(数字光场没有信息损失),虚拟物体与真实物体是否能被区分。AR设备创造的虚拟物体,是可以明显看出是虚拟的。
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