華東師范大學教育學部主任袁振國的一篇文章中這樣寫:“我們在談論未來的時候,未來已來,當我們討論將至的可能性時,將至已至。面對席卷而來的未來浪潮,我們只有以變革的姿態迎接未來,決勝未來。”
袁先生這句著名的“未來已來,將至已至”是反映科技革新時代技術對我們生活方方面面的影響和滲透的最好寫照之一。
現在,夜幕星辰陪大家一起探索未來,走進未來,看看有哪些科技將在未來二、三十年改變我們的生活、工作模式。
本篇文章我們談論VR、AR技術。
在很多人觀念中,VA/AR技術只是一項新興技術,在未來,它可能就像互聯網一樣,融入我們生活的方方面面,包括教育、娛樂、購物、出行等。
我們首先需要明白究竟什么是VR和AR。
1)什么是VR?
答:VR是指虛擬現實技術,這項技術借助計算機系統及傳感器技術生成一個虛擬的三維環境,并運用它的動作捕捉裝備來獲取使用者的動作,給使用者一種身臨其境的沉浸式體驗,就像能讓我們完全融入我們所看的電影或者游戲中一樣。
2)什么是AR?
答:AR是指增強現實技術,它是VR的延伸,VR場景是完全由計算機制作的虛擬環境,而AR場景是將計算機生成的虛擬信息和真實世界結合起來,帶給人們在真實世界中不能看到的信息,為人們提供便利,從而達到超越現實的感官體驗。
3)發展歷程:
VR已經有幾十年的發展歷程了,在20世紀中期,美國發明家莫頓·海利希發明了“全傳感仿真器”,它的外形跟現在的測視儀相像,把頭放在上邊,眼睛和目鏡齊平,就能看到虛擬的三維圖像,當然圖像像素很低,這是最早的VR體驗裝備。
但由于體積,計算機處理和傳感顯像技術,動態捕捉技術,移動性,顯像技術等因素,VR從最早的誕生到火熱卻一波三折,早在20世紀九十年代后期和21世紀初期,有美國,韓國等發達國家就有一些企業推出過VR裝備,但反響并不持久或強烈,那些VR技術的先驅們為此付出了幾十年的努力,所獲得的收獲卻暫時甚微,令人敬佩的同時不免為此唏噓不已,就像其他新興技術一樣,它的發展歷程也是非常波折的,未來或許也不會一帆風順,希望有志之士共同協作,熱情向上。
最近十年VR技術發展的一個轉折點是Facebook在2014年宣布以20億美元收購了Oculus這家明星VR/AR企業,才再一次掀起了VR/AR的新一輪熱潮。
大多數人對VR的認識還僅僅停留在VR游戲、立體環境等一些常見的詞語和應用上。
其實,科技進步,新一輪的技術變革讓VR/AR技術已經滲透到了我們生活的很多方面,今后甚至可能還會改變我們的生活方式,旅游方式,等等場景。
4)技術特點:
虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知能力、自然技能和傳感設備。
模擬環境就是指我們在VR設備中看到的虛擬的三維環境;
感知能力是指VR能夠模擬出一切人所具有的感覺能力(視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、味覺等),當然,現在的技術水平還不夠發達完善,我們只能看到虛擬的畫面和聽到模擬的聲音,體驗到觸碰東西的感覺還需要佩戴專用的VR觸感手套。另外嗅覺、味覺等還有很多發展空間。
自然技能是指我們日常生活中的動作,比如轉頭,抬手,移動四肢、腳步等,當我們做出這些動作后,VR設備會把這些動作翻譯成計算機能讀懂的數據并進行處理,然后對我們的動作做出模擬和回應。
傳感設備則是能實現現實和虛擬信息的交互。讓VR設備和佩戴這設備的使用者相互傳遞感受。VR設備能讓我們的身體在虛擬的環境中感受到身臨其境的感覺,而我們的動作也能傳遞給VR設備,這就是傳感設備所能實現的交互能力。
增強現實技術(AR)包括頭戴式顯示器、跟蹤系統和移動計算能力。
頭戴式顯示器就是AR眼鏡,它是虛擬現實應用中的觀察設備。
跟蹤系統是用來實現虛擬圖像的實時匹配真實世界,跟蹤人們的視覺移動,從而知道使用者相對于周邊環境所處的位置,再將虛擬的信息匹配到人們的視角內的真實環境中。隨著5G和未來十多年后6G的應用,虛擬、真實信息的匹配和圖像跟隨感官的移動之間的時間延遲問題會逐步得到解決。
移動計算能力是指移動設備(比如智能手機、平板電腦、電子運動設備)的數據處理能力。
AR和VR還面臨著同一個問題,就是創建的三維圖像和真實世界的匹配度不是很高,現在的計算機技術還不能夠制作出難分真假的三維圖像。因此,當這個最大的難題解決后,VR/AR技術就能夠真正應用到我們生活的方方面面中來了。
VR/AR技術的共同特點:
① 多感知性;VR/AR技術它們能帶給人們身體所具有的一切五官感知方面的能力。
②沉浸感;又叫做臨場感,是指VR/AR技術能給使用者帶來身臨其境的感受,基本做到真假難分。讓人融入和沉浸在其中。
③ 交互感;是指VR/AR技術中虛擬環境給使用者反饋信息,使用者也會根據虛擬環境做出相應的反應,從而形成互動回環。
④ 自由感;一方面是指VR/AR技術給人們在虛擬環境中具有自由行動的能力,可以根據意愿做出自由行為;另一方面是指人們可以做很多不受時間和空間限制的嘗試,比如虛擬環境中讓夏季下大雪,和歷史或虛擬人物同臺唱歌,觀看國外的知名景點,等等。
5)VR/AR技術的區別:
它們的區別主要體現在四個方面
① 呈現區別;VR設備看到的場景和人物全是虛擬的,把人帶入一個完全虛擬的世界,帶給人們沉浸式體驗,使用者佩戴的頭戴式顯示器是非透明的。AR設備看到的場景是真實世界和虛擬圖像的融合,是對真實世界的效果增強,使用者佩戴的頭戴式顯示器是透明的,因為需要看到視線內真實的世界。
② 交互區別;VR是純虛擬場景,所以VR設備更多的是用于佩戴者與虛擬場景的互動,要實時地捕捉佩戴者的動作,并在虛擬環境內為其佩戴設備。那么位置跟蹤器,數據手套,動作捕捉系統非常重要。
AR是將虛擬圖像疊加在現實場景中,需要攝像頭來捕捉視角內的真實場景,然后同步加載到虛擬圖像中,目前市面上的智能手機、平板電腦只要有AR軟件,其實就可以使用AR功能,只不過計算能力還不夠,達不到理想的AR要求。
③ 技術區別;VR設備最主要是創造出一個虛擬場景,例如,一個賽車場,所以其核心是計算機圖形學的各項技術的發揮。AR設備強調將更多的人類的感官疊加到真實與虛擬疊加的環境中,增強人們選擇和判斷的能力,所以AR設備應用了很多的計算機視覺的技術。
④ 應用區別;對VR設備來說,主要關注的使用者在創造出的虛擬場景中是否有良好的體驗,而與真實場景是否相關并不是關注的核心。VR設備往往是浸入式的,給人360°身臨其境的感覺。而AR設備是虛擬和現實的結合,虛擬的圖像只是對真實世界的錦上添花,完全依靠真實世界而存在,所以AR設備更關注現實世界的實用性、便用性和便攜性。
來源: 酷扯兒