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混合现实-光学与视觉的融合

969    2020-11-05    发布者:中国测试杂志社    来源:知乎

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MR(Mixed reality)即混合现实。混合现实(MR)是通过在现实的场景里中融入虚拟的场景信息,从而使虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。在混合现实技术中(既包括增强现实和增强虚拟)它可以创造出一个新的可视化环境,在这个环境里实体和虚拟的数字信号共存,并且可以互动。

其实我觉得混合现实(MR)就是虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的融合,当然也可以看做是交互方式的进一步发展。在交互的环境种,如果一切事物都是虚拟的那就是VR的领域了。如果展现出来的虚拟信息只能简单叠加在现实事物上,那就是AR。MR的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取。

从概念上看,MR和AR更为接近,都是一半现实一半虚拟的影像,但实际体验上将会是千差万别的,MR要呈现的是现实和虚拟世界的完美融合,在AR的世界里,文字图像等虚拟元素看似和现实世界融合在一起,但我们能明显的感觉到它们的融合度并不是那么高,就像是漂浮在实景世界中的。

一般的增强现实AR达到的效果大概如此

而MR所期待的交互效果则是,虚拟与现实的"无缝粘合",在视觉效果上和虚拟现实(VR)无异。

到目前为止,增强现实(AR)和混合现实(MR)似乎没有太严格的界限。提及这方面的产品,可能大家最先想到的应该是诸如,Facebook旗下的Oculus Rift、Samsung的Gear VR、以及HTC VIVE这样影响力很大的明星产品,的确他们的体验效果很好,而且推广和宣传做的也不错,但这些产品应归类虚拟现实(VR)之中,而增强现实(AR)甚至是MR领域,最有代表性的要属Microsoft的HoloLens和推出消费者版本meta2的Meta VR。

HoloLens的实体图以及达到的交互效果

Meta2的实体图以及预期要达到的视觉效果

此外还有被苹果收购的Metaio,但目前更多的是应用在企业级的服务上,而非现象级的消费者产品。

metaio应用在工业设计和检修上

而我今天要讲的不是这几家具有代表性的公司,而是颇具神秘色彩的Magic Leap,一家在技术上可能最接近MR的科技公司。

虽然外界把它归为增强现实(AR),但他们认为自己的技术既不是增强现实也不是虚拟现实,而是一种更加高端的技术,Cinematic Reality,电影版的现实,这种技术要实现的是现实部分和虚拟部分的完美融合。虽然直到现在仍没拿出实体的产品出来,但从他所拥有的专利来看,3D虚拟与增强现实系统、符合人体工程学的头戴式显示器、以及触觉手套和紧凑型成像系统等等……

该公司注册的触觉手套专利

虚拟鲸鱼从篮球场跃起

先不管它的真实性如何,是不是裸眼全息,它的愿景是美好的,而且也把这个愿景显示在每个人面前,哪怕是一种想象力。

虽然Magic Leap从未发布过正式的产品,但在15年和16年发出了它们的视频,讲的是佩戴Magic Leap产品的人们一天的生活,真伪性仍未可知。

人们佩戴Magic Leap的设备,听音乐和玩游戏

A New Morning 中出现的一些场景

最后面的一张图是关于网上购物的情景,可能是今年2月份在Magic Leap的第二轮8.27亿美元的融资中阿里巴巴领投的缘故吧。

对以上的视频中所展示的场景,可以从机器视角和人的视角与HoloLens进行对比。仅仅通过视频可以看出Magic Leap的FOV视广角无疑趋近于完美,但是在CV领域并没有太大的创新。它更像是一个显示技术创新公司,这种创新的显示技术可能可以把用户体验带上一个新的层次,Magic Leap的视频中所展示的出的CV技术,在Microsoft或者Google的其他部门中都可以看到,而Magic Leap做的是把这个前沿的CV技术和自家创新的显示技术融合进了AR的应用,给大家展示了出来。

因为缺少实体产品,这不禁让我想到了另一家VR公司,Axon VR这是一家专注于做各种辅助设备的虚拟现实公司,但是我想Magic Leap肯定不会就限于此。

没有实体的产品确实是让人头疼的一件事,仅仅是通过宣传视频的话未免会引起人们的怀疑,因此《连线》对它进行了专访,并与创始人Rony Abovitz及其团队进行了交流,这次Magic Leap终于透露出了一小部分——一个眼镜片(光场芯片)

据此可以推测他们的最终产品将会是一款眼镜,就像HoloLens和Meta2一样,但这个所谓的眼镜片和普通的眼镜并不同,它能够对现实和虚拟的信息的光进行整合处理,最终生成用户能看到的场景。它是利用光波导的方式将3D图像叠加在现实世界的物体上,然后在镜片上呈现。

具体原理如下所示:

这个光场芯片是一种基于MEMS微机电的镜片或者叫显示器,里面有许多可以被控制的开关,控制镜片上每个像素点的光路,整合起来就是一个光路组成的3DArray。

在这里每一个点的光路都可以被单独控制,这也就是这个光场芯片的功能。

但现在也仅仅是这片眼镜的工作原理,它必定还要搭配众多适配的其他原件,不知道Magic Leap又会有怎样的突破。

也许科技产业最让人兴奋的是,有新一代技术的革命的同时伴随着新一代公司的诞生,这个时间可能会很长,但终究回来到。而代表新技术的公司有时是新生的,有时却是以前的公司进化而来的,但是不论是哪一种都足以振奋人心。寻找下一个这样的机会,永远是现代社会中所有活跃的人追求或讨论的主题。



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