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现实与虚拟结合的完美技术

研究主题：不同虚拟技术的发展与梳理
研究对象：VR/AR/MR技术
VR/AR 已经不是一个新概念，逛商场的时候，酷炫感兼科技感爆棚的 VR 游戏厅已经普及。但是对于 AR 、VR 与 MR 的区别可能大家并不是很清楚，辞典酱今天就来为大家系统梳理这些技术的发展和区别。

增强现实与混合现实技术
在2016年，一直处于互联网科技圈关注中心的 AR/VR 技术惊艳亮相于各大卫视跨年演唱会的舞美设计，在微博、微信朋友圈等各大社交平台收获无数好评，成为卫视跨年混战的最大赢家。而此时，虚拟现实研发热潮正在兴起，2016年更被称为“VR元年”。
湖南卫视跨年演唱会采用增强现实技术和全息技术，让偶像演员马可搭档二次元虚拟歌手洛天依、乐正绫同台献艺，“虚实结合”成功打破了次元壁垒，不同的摄像机角度和灯光变幻让人物和场景实现快速绘制，达到令人惊叹的场景切换效果。

2016年湖南卫视马可、洛天依联唱
江苏卫视的增强现实舞美效果更是惊艳四座，视野开阔的四面台及地面屏幕实时运动跟踪系统，让增强现实效果以更逼真的姿态呈现在观众眼前。

歌手李健演唱时，蓝鲸从“海面”腾空而起，闪转腾挪之后，一头扎入“海”中，“水花”四溅，画面栩栩如生，现场气氛被推向高潮。

2016江苏卫视跨年演唱会蓝鲸出场效果

这种一跃而起的鲸鱼效果最早出自 MagicLeap 之手，画面惊艳震撼。

出自 MagicLeap 之手的鲸鱼效果（示意图，非真实效果）
2017年4月，YouTube 上 LPVR 频道的澳大利亚人 Jack McNee 完成了一场连续进行36小时的 VR 节目录制，是吉尼斯世界纪录中保持 VR 课程时间最长的纪录。2017年8月，中国的西北科技大学在大学录取通知书里使用 AR 技术，在录取通知书上有一个二维码，用微信扫一下二维码，就可以看到更加现实的信息。西北科技大学是第一个在大学录取通知书里使用 AR 技术的大学。

YouTube上LPVR频道的澳大利亚人Jack McNee完VR直播现场
YouTube上LPVR频道的澳大利亚人Jack McNee完VR直播现场
进入2020年，VR、AR相关的信息不断映入眼帘。比如在疫情期间，央视为我们提供了火神山、雷神山医院建设现场的24小时不间断实时直播，5G+VR/AR+4K的全景式旋转超高清镜头让多达千万人次充当了“云监工”。

武汉火神山医院有条不紊的筹建中
◁ 在家的网友们，通过观看直播，了解火神山医院建设实况，为建设者们加油助威。
VR 与AR、MR 的定义
-什么是虚拟现实？
虚拟现实（Virtual Reality，简称为 VR），又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。用户不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。

硬件代表是 Oculus Rift、HTC Vive、PlayStation VR、三星 Gear VR 等，游戏代表王国是《极乐王国》，它是全球首个 VR 社交游戏平台。

Oculus Rift ▷

HTC Vive

◁ PlayStation VR

三星Gear VR
《极乐王国》

-什么是增强现实？
增强现实（Augmented Reality，简称 AR）是通过计算机技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间，同时存在。通过手机、平板电脑等设备显示出来，被人们所感知，从而实现真实与虚拟的大融合，丰富现实世界。
硬件代表作是大名鼎鼎的 Google Glass ，游戏代表作是《Pokemon Go》，这款游戏曾经风靡全球。

《精灵宝可梦Go》△
Google Glass▷
-什么是混合现实？
混合现实（Mixed Reality，简称MR），可以简单理解为 AR（Augmented Reality）和 VR（Virtual Reality）的结合，指的是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。在新的可视化环境里，物理和虚拟数字对象共存，并实时互动。
MR 技术的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取，也因此它的实现需要在一个能与现实世界各事物相互交互的环境中。如果环境都是虚拟的，那就是 VR；如果展现出来的虚拟信息只是与虚拟事物的简单叠加，那则是AR。
硬件代表作是 HoloLens 和 Magic Leap，游戏代表作是《超次元MR》。在 AR 方面，微软的 HoloLens 开发者版本在2016年3月30日正式开售，这标志着 AR 从实验室走到普通家庭中已经迈出重要的一步，但是其高达3000美元的售价，也着实有点让普通消费者望而却步。但是此举是为将来的工程和教育的转变提供新的变革。
HoloLens
Magic Leap

《超次元MR》
VR与AR、MR的区别
从概念来看，增强现实和混合现实并没有明显的分界线，都是将虚拟的景物放入现实的场景中。
在增强现实的视界中，出现的虚拟场景通常都是一些二维平面信息，这些信息甚至可能和目前看到的事物无关，功能只是在不影响正常视线的情况下起到提示的作用；所以这些信息会固定在那里，无论看哪个方向，该信息都会显示在人们视野中固定的位置上。
而混合现实则是将虚拟场景和现实融合在一起，只有看向那个方向的时候，才会看到这些虚拟场景，看向其他方向的时候就会有其他的信息显示出来，而且这些信息和背景的融合性更强。简单来说虚拟信息如果跟随视线移动就是增强现实，如果相对于真实物品固定就是混合现实。
-交互的区别
虚拟现实设备：因为虚拟现实是纯虚拟场景，所以虚拟现实装备更多的是用于用户与虚拟场景的互动交互，更多的使用是：位置跟踪器、数据手套（5DT之类的）、动捕系统、数据头盔等。
增强现实设备：由于增强现实是现实场景和虚拟场景的结合，所以基本都需要摄像头，在摄像头拍摄的画面基础上，结合虚拟画面进行展示和互动，例如Google Glass（实际上iPad、手机这些带摄像头的智能产品，都可以用于增强现实，只要安装增强现实的软件就可以）。

增强现实技术的场景
-技术的区别
VR 类似于游戏制作，创作出一个虚拟场景供人体验，其核心是图形图象学的各项技术的发挥。人们接触最多的就是虚拟现实游戏，是传统游戏娱乐设备的一个升级版，主要关注虚拟场景是否有良好的体验，并不关心是否与真实场景相关。虚拟现实设备往往是浸入式的，典型的设备就是 Oculus Rift。
增强现实应用了很多计算机视觉技术。增强现实设备强调复原人类的视觉功能，例如自动去识别跟踪物体，而不是手动去指出；自主跟踪并且对周围真实场景进行 3D 建模，而不是用户打开 Maya 照着场景做一个极为相似的。
混合现实能把真实世界和虚拟世界融合在一起，生成新的环境和视觉图像，让真实物体和数字物体实时共存，并进行互动。混合现实存在于物质世界或虚拟世界，是现实和虚拟现实的混合。从这个解释来看，微软的 HoloLens 确实更趋近于混合现实。它先通过扫描房间掌握当前空间的情况，然后精确地把数字物体混合到当前的环境里。用户可以使用自己的手去触碰这些虚拟物体，就像它们是真的一样；用户还可以在 HoloLens 头盔上跟这些投射到真实物体上的虚拟图像进行互动。当然，这些物体不是真的，这就是混合现实的美妙之处。
VR、AR、MR公司及产品
VR设备代表：Oculus
AR设备代表：HoloLens
MR设备公司：Magic Leap
／End.

相关引用

-以上部分内容来自书籍《虚拟技术基础与应用》
-图片、GIF来自网络；封面动图 by Jiaqi Wang
-未经UX Pedia允许不得转载
UX辞典
撰文│缓缓
编辑│梦奇/雪诗
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