虛擬現(xiàn)實(shí)正在改變世界,你還分不清VR、AR、MR嗎?
虛擬現(xiàn)實(shí),什么時(shí)候能走進(jìn)人類生活?
它爆發(fā)的奇點(diǎn)在哪?
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)又是什么?這仨是一回事兒?jiǎn)幔?/p>
真假難辨的未來世界,我們準(zhǔn)備好了嗎?
你了解虛擬現(xiàn)實(shí)嗎?
虛擬現(xiàn)實(shí),Virtual Reality(簡(jiǎn)稱VR),就是利用計(jì)算機(jī)生成一種【無限接近現(xiàn)實(shí)】的數(shù)字環(huán)境。
1935年,美國(guó)科幻小說家斯坦利·威因鮑姆的小說《皮格馬利翁的眼鏡》里,講到有一種神奇的眼鏡,只要戴上它,就能進(jìn)入到電影當(dāng)中,做電影的主角。這是人類對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)最早的設(shè)想。
《皮格馬利翁的眼鏡》
上個(gè)世紀(jì)中期,愛折騰的美國(guó)攝影師 Morton Heilig 發(fā)明了第一臺(tái)VR設(shè)備:Sensorama 。它體積龐大,屏幕固定,擁有 3D立體聲、3D顯示、震動(dòng)座椅、風(fēng)扇和氣味生成器。
Sensorama
90年代,虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域,不過一直發(fā)展緩慢。
直到新世紀(jì)開始,虛擬現(xiàn)實(shí)被重新拾起,2016年,資本大量涌入,成了虛擬現(xiàn)實(shí)最熱的一年。
同年3月,虛擬現(xiàn)實(shí)被“重磅文件”點(diǎn)名。十三五計(jì)劃首次提出虛擬現(xiàn)實(shí),讓它成為重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。之后幾年,虛擬現(xiàn)實(shí)又陸續(xù)被地方政策點(diǎn)名,并且細(xì)化到各行各業(yè)里。
中國(guó)、美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐盟等,都在加大政策扶持力度,搶虛擬現(xiàn)實(shí)這塊蛋糕。
現(xiàn)在的虛擬場(chǎng)景,可以和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)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(jìn)入虛擬世界……
看不懂虛擬現(xiàn)實(shí),就很可能看不懂未來世界。
什么是虛擬現(xiàn)實(shí)?
狹義的虛擬現(xiàn)實(shí),就是現(xiàn)在我們熟悉的VR,廣義的虛擬現(xiàn)實(shí),包括VR、AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))和MR(混合現(xiàn)實(shí))。
VR(Virtual Reality),是在現(xiàn)實(shí)生活外,創(chuàng)造一個(gè)虛擬世界。最難解決的問題是圖形計(jì)算和沉浸感。
AR(Augmented Reality),是把虛擬事物疊加到現(xiàn)實(shí)世界圖像的最前面的圖層。最難解決的問題是圖像識(shí)別和跟蹤。
MR(Mixed Reality),是把虛擬物體和現(xiàn)實(shí)物體都進(jìn)行再次計(jì)算,把它們混合到一起。核心問題是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的3D掃描,以及遠(yuǎn)近空間的感知。
VR讓人感覺“我怎么在這里?”,AR、MR讓人感覺“哎?這里多了個(gè)本來不存在的東西”。有網(wǎng)友把VR、AR、MR稱為夢(mèng)到鬼,看到鬼,和鬼在一起的區(qū)別。
它們最后會(huì)發(fā)展融合成一個(gè)大的概念,即反映人的精神世界、真實(shí)世界和虛擬世界之間的關(guān)系。
先說說虛擬現(xiàn)實(shí),VR。
前文說過,VR是透過VR眼鏡,呈現(xiàn)一個(gè)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(xì)節(jié)豐富、細(xì)膩;處理器、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境夠強(qiáng)。
畫面清晰,就是畫面分辨率要夠高。目前,業(yè)內(nèi)對(duì)VR眼鏡屏幕分辨率的要求是:達(dá)到單目8k,雙目16k。市上產(chǎn)品還達(dá)不到這個(gè)水平。但5G時(shí)代來臨后,單目8k眼鏡問世只是時(shí)間問題。
畫面細(xì)節(jié)夠豐富、細(xì)膩,涉及到一個(gè)電影里的概念——幀數(shù)。幀數(shù)越高,畫面動(dòng)起來就越生動(dòng),幀數(shù)太低,視覺殘留,會(huì)讓人出戲。李安的電影《比利·林恩的中場(chǎng)戰(zhàn)事》,就達(dá)到了120幀/秒,畫面細(xì)節(jié)真實(shí),讓人身臨其境。
處理器、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境夠強(qiáng),就是要讓VR眼鏡能一秒傳輸120張8k高清照片,這個(gè)程度上才能出現(xiàn)真假難辨的效果。
聊完虛擬現(xiàn)實(shí),說增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),AR。
AR是用虛擬的東西把現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)。
舉兩個(gè)例子。
2016年,日本任天堂推出的手游,pokemon go。打開手機(jī)攝像頭,就可以在真實(shí)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)跑來跑去的寵物小精靈,可以抓捕它們。
pokemon go
2020年疫情期間,谷歌研發(fā)的AR寵物,也是同類產(chǎn)品。
有人問,人類發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)好理解,要把沒有的東西變出來,但是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有什么用?增強(qiáng)的是什么?
答:用途是解放雙手。增強(qiáng)的是信息。
以硅谷初創(chuàng)公司 Mojo Vision2020年1月發(fā)布了AR隱形眼鏡Mojo Lens,據(jù)介紹,未來,它可以為人們提供及時(shí)信息,讓人們不用頻繁掏出手機(jī),就可以餐廳菜單等生活信息。
AR隱形眼鏡Mojo Lens
戴上眼鏡后,鏡片上呈現(xiàn)出各類信息
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(jià)格和人們的點(diǎn)評(píng),可以看到坐在對(duì)面的商業(yè)伙伴在天眼查上的風(fēng)險(xiǎn)提示。
再說混合現(xiàn)實(shí),Mixed Reality。
MR指的是合并現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界,產(chǎn)生新的可視化環(huán)境。它可以實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)之間的自由切換。
它是AR的升級(jí),所需要解決的技術(shù)問題更多,難度更高。
MR是讓虛擬出來的物體,在真實(shí)世界里“存在”,而且符合一切物理規(guī)律,比如遮擋關(guān)系、反光、影子……
2017年6月6日,蘋果召開了全球開發(fā)者大會(huì),推出了新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)平臺(tái),ARkit。
大會(huì)上展示的內(nèi)容很簡(jiǎn)單,就是你用蘋果手機(jī)對(duì)準(zhǔn)一張什么都沒有的桌子,到了手機(jī)里,桌子上卻多了茶杯和臺(tái)燈。很多人說這將“開啟混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)新時(shí)代”。
ARkit展示內(nèi)容
為什么呢?——在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)程序里,桌子上虛擬的茶杯和臺(tái)燈,都有投影,而且當(dāng)你移動(dòng)這些虛擬物品時(shí),投影也會(huì)隨之改變方向。
這就要求程序把攝像頭中的桌面進(jìn)行三維建模計(jì)算,才能知道真桌子和假臺(tái)燈的距離、關(guān)系,角度是多少,物體怎樣投影才是正確的。
目前,MR非常實(shí)用的一個(gè)功能,是幫人網(wǎng)購(gòu)家具。
某脫口秀演員講過一個(gè)段子。他說,家里太小,買一個(gè)鞋柜回家,為了給鞋柜騰地方,其他家具都要重新擺放,擺來擺去,發(fā)現(xiàn)自己買了套“華容道”。
MR可以解決這個(gè)問題。比如一些家具體驗(yàn)中心。它可以讓人一鍵進(jìn)入MR裝飾空間,身臨其境體驗(yàn)裝修效果,可以在虛擬空間走動(dòng),開關(guān)門、燈,感受未來的家。
虛擬現(xiàn)實(shí)的終點(diǎn)
最后,說完廣義的虛擬現(xiàn)實(shí),也順便講到另一項(xiàng)特別容易混淆的技術(shù),叫全息投影。很多人分不清這兩個(gè)東西。
他們的技術(shù)區(qū)別是——虛擬現(xiàn)實(shí)的核心技術(shù)是圖形計(jì)算和識(shí)別。而全息投影是完全靠投影做出來的,主要利用光學(xué)的干涉和衍射原理。
目前虛擬現(xiàn)實(shí)要借助設(shè)備(比如透過眼鏡、手機(jī)屏幕)看,而全息能裸眼看;虛擬現(xiàn)實(shí)的呈現(xiàn)不受環(huán)境限制,全息要在黑暗環(huán)境呈現(xiàn)效果才好;虛擬現(xiàn)實(shí)畫面高清飽滿,全息相對(duì)模糊。
2019央視春晚,吉克雋逸演繹《映山紅》中與蝴蝶互動(dòng),《紅太陽(yáng)照邊疆》里飛馳的列車,這些炫酷的特效,是用AR做出來的,現(xiàn)場(chǎng)觀眾看不到,電視機(jī)前的觀眾才能看到。
2020年7月,世界人工智能大會(huì)在上海召開,馬云隔空發(fā)言,用的則是全息投影技術(shù)。從舞臺(tái)視覺效果來看,全息投影和AR做出畫面的差距,還蠻大的。
虛擬現(xiàn)實(shí)、全息的終點(diǎn),是達(dá)到虛擬和現(xiàn)實(shí)完美融合。
從需求來看,殊途同歸。
要達(dá)到這種境界,做出出毫無邏輯破綻的場(chǎng)景,需要非常強(qiáng)大的技術(shù)和運(yùn)算能力。