虛擬現實正在改變世界,你還分不清VR、AR、MR嗎?
虛擬現實,什么時候能走進人類生活?
它爆發的奇點在哪?
增強現實、混合現實又是什么?這仨是一回事兒嗎?
真假難辨的未來世界,我們準備好了嗎?
你了解虛擬現實嗎?
虛擬現實,Virtual Reality(簡稱VR),就是利用計算機生成一種【無限接近現實】的數字環境。
1935年,美國科幻小說家斯坦利·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,就能進入到電影當中,做電影的主角。這是人類對虛擬現實最早的設想。
《皮格馬利翁的眼鏡》
上個世紀中期,愛折騰的美國攝影師 Morton Heilig 發明了第一臺VR設備:Sensorama 。它體積龐大,屏幕固定,擁有 3D立體聲、3D顯示、震動座椅、風扇和氣味生成器。
Sensorama
90年代,虛擬現實進入應用領域,不過一直發展緩慢。
直到新世紀開始,虛擬現實被重新拾起,2016年,資本大量涌入,成了虛擬現實最熱的一年。
同年3月,虛擬現實被“重磅文件”點名。十三五計劃首次提出虛擬現實,讓它成為重要經濟增長點。之后幾年,虛擬現實又陸續被地方政策點名,并且細化到各行各業里。
中國、美國、日本、韓國、歐盟等,都在加大政策扶持力度,搶虛擬現實這塊蛋糕。
現在的虛擬場景,可以和現實場景融合;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,就可以進入虛擬世界……
看不懂虛擬現實,就很可能看不懂未來世界。
什么是虛擬現實?
狹義的虛擬現實,就是現在我們熟悉的VR,廣義的虛擬現實,包括VR、AR(增強現實)和MR(混合現實)。
VR(Virtual Reality),是在現實生活外,創造一個虛擬世界。最難解決的問題是圖形計算和沉浸感。
AR(Augmented Reality),是把虛擬事物疊加到現實世界圖像的最前面的圖層。最難解決的問題是圖像識別和跟蹤。
MR(Mixed Reality),是把虛擬物體和現實物體都進行再次計算,把它們混合到一起。核心問題是對現實世界的3D掃描,以及遠近空間的感知。
VR讓人感覺“我怎么在這里?”,AR、MR讓人感覺“哎?這里多了個本來不存在的東西”。有網友把VR、AR、MR稱為夢到鬼,看到鬼,和鬼在一起的區別。
它們最后會發展融合成一個大的概念,即反映人的精神世界、真實世界和虛擬世界之間的關系。
先說說虛擬現實,VR。
前文說過,VR是透過VR眼鏡,呈現一個虛擬世界,讓你覺得身臨其境。
這就要求眼前的畫面清晰;畫面細節豐富、細膩;處理器、網絡環境夠強。
畫面清晰,就是畫面分辨率要夠高。目前,業內對VR眼鏡屏幕分辨率的要求是:達到單目8k,雙目16k。市上產品還達不到這個水平。但5G時代來臨后,單目8k眼鏡問世只是時間問題。
畫面細節夠豐富、細膩,涉及到一個電影里的概念——幀數。幀數越高,畫面動起來就越生動,幀數太低,視覺殘留,會讓人出戲。李安的電影《比利·林恩的中場戰事》,就達到了120幀/秒,畫面細節真實,讓人身臨其境。
處理器、網絡環境夠強,就是要讓VR眼鏡能一秒傳輸120張8k高清照片,這個程度上才能出現真假難辨的效果。
聊完虛擬現實,說增強現實,AR。
AR是用虛擬的東西把現實增強。
舉兩個例子。
2016年,日本任天堂推出的手游,pokemon go。打開手機攝像頭,就可以在真實環境中發現跑來跑去的寵物小精靈,可以抓捕它們。
pokemon go
2020年疫情期間,谷歌研發的AR寵物,也是同類產品。
有人問,人類發展虛擬現實好理解,要把沒有的東西變出來,但是增強現實有什么用?增強的是什么?
答:用途是解放雙手。增強的是信息。
以硅谷初創公司 Mojo Vision2020年1月發布了AR隱形眼鏡Mojo Lens,據介紹,未來,它可以為人們提供及時信息,讓人們不用頻繁掏出手機,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、價格和人們的點評,可以看到坐在對面的商業伙伴在天眼查上的風險提示。
再說混合現實,Mixed Reality。
MR指的是合并現實世界和虛擬世界,產生新的可視化環境。它可以實現虛擬與現實之間的自由切換。
它是AR的升級,所需要解決的技術問題更多,難度更高。
MR是讓虛擬出來的物體,在真實世界里“存在”,而且符合一切物理規律,比如遮擋關系、反光、影子……
2017年6月6日,蘋果召開了全球開發者大會,推出了新的增強現實平臺,ARkit。
大會上展示的內容很簡單,就是你用蘋果手機對準一張什么都沒有的桌子,到了手機里,桌子上卻多了茶杯和臺燈。很多人說這將“開啟混合現實技術新時代”。
ARkit展示內容
為什么呢?——在增強現實程序里,桌子上虛擬的茶杯和臺燈,都有投影,而且當你移動這些虛擬物品時,投影也會隨之改變方向。
這就要求程序把攝像頭中的桌面進行三維建模計算,才能知道真桌子和假臺燈的距離、關系,角度是多少,物體怎樣投影才是正確的。
目前,MR非常實用的一個功能,是幫人網購家具。
某脫口秀演員講過一個段子。他說,家里太小,買一個鞋柜回家,為了給鞋柜騰地方,其他家具都要重新擺放,擺來擺去,發現自己買了套“華容道”。
MR可以解決這個問題。比如一些家具體驗中心。它可以讓人一鍵進入MR裝飾空間,身臨其境體驗裝修效果,可以在虛擬空間走動,開關門、燈,感受未來的家。
虛擬現實的終點
最后,說完廣義的虛擬現實,也順便講到另一項特別容易混淆的技術,叫全息投影。很多人分不清這兩個東西。
他們的技術區別是——虛擬現實的核心技術是圖形計算和識別。而全息投影是完全靠投影做出來的,主要利用光學的干涉和衍射原理。
目前虛擬現實要借助設備(比如透過眼鏡、手機屏幕)看,而全息能裸眼看;虛擬現實的呈現不受環境限制,全息要在黑暗環境呈現效果才好;虛擬現實畫面高清飽滿,全息相對模糊。
2019央視春晚,吉克雋逸演繹《映山紅》中與蝴蝶互動,《紅太陽照邊疆》里飛馳的列車,這些炫酷的特效,是用AR做出來的,現場觀眾看不到,電視機前的觀眾才能看到。
2020年7月,世界人工智能大會在上海召開,馬云隔空發言,用的則是全息投影技術。從舞臺視覺效果來看,全息投影和AR做出畫面的差距,還蠻大的。
虛擬現實、全息的終點,是達到虛擬和現實完美融合。
從需求來看,殊途同歸。
要達到這種境界,做出出毫無邏輯破綻的場景,需要非常強大的技術和運算能力。