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英伟达这样讲解什么是AR、VR、MR,及相应区别

2018-5-29 20:42| 投稿: xiaotiger |来自: 互联网

摘要:   2018年05月28日,起床,刷牙,穿上裤子,然后上班。这就是真实生活。想象一下你可以扮演《钢铁侠》中的托尼·史塔克或《蝙蝠侠》中的小丑。那就是虚拟现实。  VR的进步使得我们可以在计算机生成的环境中创造, ...

  

2018年05月28日,起床,刷牙,穿上裤子,然后上班。这就是真实生活。想象一下你可以扮演《钢铁侠》中的托尼·史塔克或《蝙蝠侠》中的小丑。那就是虚拟现实。

  VR的进步使得我们可以在计算机生成的环境中创造,娱乐,工作和探索,这一切都是前所未有的体验。虚拟现实的发展实际上已有数十年的时间,但只是在近来来才开始快速成为娱乐和商业中的市场机遇。

  现在,你在脑海中刻画一个英雄,然后幻想他出现在你的面前。这就是增强现实。AR是另一个瞬间蹿红的概念。能够令宠物小精灵/精灵宝可梦出现在真实世界的《Pokemon Go》令全世界认识了增强现实。增强现实的兴起存在另一个标志:苹果在2017年推出的ARKit正在鼓励企业和开发者为iOS 11构建AR内容。

  能够允许用户与全息内容交互的微软Hololens和Magic Leap OneL是AR头显开拓征程中的两大发展。

  这不仅仅只是一项有趣的小玩意,这可是大生意。IDC的分析人士预测,全球AR和VR产品与服务市值将从2017年的114亿美元猛增至2021年的近2150亿美元。

  但正如VR和AR正在开始腾飞那样,混合现实同样在迅速发展。MR开发者正在静悄悄地整合VR和AR,为我们带来一种混合式体验。

  想象一下另一个VR场景:你可以马上传送至夏威夷的沙滩椅上,脚踩幼沙,手拿美泰(鸡尾酒)。但事实上,你真的是在那里吗?

  在混合现实中,你可以一边坐在飞往夏威夷的航班上,一边体验到这种情景。你的座椅可以变成沙滩椅,并且从空服小姐手上拿起一杯美泰。飞往夏威夷的航班感觉就像是夏威夷,而这就是混合现实的一个例子。

  1. VR

  VR的概念可以追溯到20世纪30年代。在20世纪50年代,电影制片人莫顿·赫尔维格(Morton Hellig)撰写了一种“体验剧场”,而他后来制作了一个名为“Sensorama”的沉浸式游戏机器。开创性的时刻出现在1968年,当时伊凡·苏泽兰因开发出第一台头显而获奖。

  自那以后行业发生了很大变化。在光学,追踪和GPU技术的发展推动下,消费级VR头显取得了飞跃式的进步。

  因为Facebook/Oculus,HTC,三星,索尼和其他厂商所取得的实质性改进,消费者在过去几年中对虚拟现实技术的兴趣出现了飙升。然而,为人们提供计算机生成的3D沉浸式环境不仅只在于VR头显。

  到目前为止,已经基本上克服的障碍包括每秒提供足够的帧数和减少延迟,可以创建出足够流畅的VR体验。

  VR对图形处理提出了一个新要求:比PC游戏的要求高7倍。如果没有足够快速的GPU来渲染图形,今天的VR体验将不可能实现。

  软件同样起着关键作用。例如,NVIDIA VRWorks(AMD LiquidVR)软件开发套件可帮助头显和应用程序开发者获得VR所能提供的最佳性能,最低延迟和即插即用的兼容性。VRWorks(LiquidVR)目前已经集成到Unity和Unreal 4等游戏引擎之中。

  可以肯定的是,VR仍然有一段很长的路要走。就目前而言,我们肉眼能够发现虚拟现实渲染的不完美之处。

  一些专家表示,当技术在性能上实现200倍的飞跃下,VR将能够在超过人类认知水平的情况下实现,而这大概需要10年时间。

  其中一种方法名为注视点渲染。这种技术主要用于降低外围视觉的图像分辨率,同时提高视网膜中心的图像质量。通过与眼动追踪结合,这可以大大降低系统的性能要求,同时能维持清晰影像的标准。

  VR的技术障碍:

  每秒帧数:虚拟现实需要每秒处理90帧。这是因为在较低帧速率下,人眼将能感知到移动延迟。这可能会导致部分用户产生恶心的情况

  延迟:VR延迟是启动运动和以计算机视觉响应之间的时间跨度。专家表示VR的延迟率应该是20毫秒或更少。

  视场:创造临场感对VR而言至关重要,而视场是一个重要的因素。视场是指头显提供的视图范围,人眼视度通常是120度。

  定位追踪:为了实现临场感和优秀的VR体验,头显的追踪精度需要达到1毫米以下。

  视觉辐辏调节冲突:这是今天VR头显的一大问题。

  眼动追踪技术:增加眼睛注视点区域的分辨率有助于实现更优秀的视觉质量,但当前的VR头显尚不足以精确追踪用户的眼球运动。

  经历了数十年的发展后,VR已经在好莱坞引起了轰动,比如说早前上映的《头号玩家》。另外,虚拟现实在游戏,电视,房地产,建筑,汽车设计和其他行业赢得了广泛的受众。

  VR的发展势头有增无减,而分析师预计消费者市场在未来数年内将超过企业客户。

  2. AR

  AR的时间发展跨越了数十年之久。大部分早期工作都发生在麻省理工学院媒体实验室等大学机构,以及谷歌眼镜技术负责人萨德·斯特纳(Thad Starner)等行业先驱。

  时运不济的谷歌眼镜在一开始并没有取得成功,但现在这个项目已经再度重生,并在企业市场发挥着自己的作用。

  目前AR正在进军商业领域。考虑到AR可以把有用信息叠加在视场,同时又能够解放工人的双手,我们不难理解其中的原因。

  用于增强智能的智能眼镜当然能发挥作用。搭载微型显示器的AR眼镜就如同一位不可或缺的协作者,为工人提供必要的指导与帮助。比如,当一个初级重型设备机械师前往一个建筑工地,并对大型拖拉机进行紧急维修时,AR眼镜可以直接在视场中提供数字维修手册和原理图,这样他就可以同时用双手对设备进行故障排除。

  一些智能眼镜甚至搭载了亚马逊的Alexa服务,为查询信息带来了语音支持。

  用于消费者领域的商业示例包括宜家的Place应用程序。这款工具允许用户通过智能手机浏览数字家具和其他产品叠加在真实房屋内的视图。

  今天市场上存在一系列的智能眼镜,包括索尼,爱普生,Vuzix,ODG和Magic Leap等等。

  3. MR

  MR对企业而言意味着一个重大的机遇,因为它可以提供几乎无限的虚拟体验变化。MR可以即时通知用户,实现协作并解决实际问题。

  我们可以想象一下,一位大型拖拉机的新手正深受机械问题的困扰。他无法解决问题,而现场经理变得十分焦虑。

  幸运的是,这位工人的智能眼镜可以启动一个虚拟帮助会话。高级机械师可以围绕一个真实的虚拟拖拉机模型进行故障排除,而新手技工则通过AR访问在线维修手册文档。

  这就是混合现实。

  对于消费者应用,我们可以看看宜家的Place应用程序。如果你看中了一个红木沙发,但你又想在购买之前听听远方朋友和家人的意见。

  这时你可以启动一个VR会话。现在,我们可以将这个会话想象成VR版本的宜家Place应用程序,而你可以邀请朋友和家人加入其中。这时,大家都能坐在你的虚拟房间,并看看宜家家居到底适不适合。

  在混合现实中,虚拟陈列室会议将产生一个决定:你的朋友和家人都喜爱这款沙发,所以你决定下单购买。

  混合现实对企业的应用可能性无穷无尽。

  尽管混合现实仍处于起步阶段,但可能是所有VR和AR开发商的圣杯。苹果,微软,Facebook,谷歌,索尼,Netflix和亚马逊等公司都有无限的选择,因为MR可以将物理现实融合到虚拟现实和增强现实情景之中,可以适应许多娱乐和商业环境。

  比如:汽车设计师可以坐在实际的汽车座椅上,配备扶手,换档器和方向盘,然后进入包含仪表板和内饰的VR会话中。不同的员工可以远程评估这种设计。

  所以,请系好安全带,因为列车即将起航。

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