VR?AR?MR? 10分钟快速了解沉浸式技术领域

VR?虚拟现实?AR?增强现实?MR?混合现实?

看到这些词是不是觉得既眼熟又陌生?各式各样的产品,层出不穷的新技术新名词,有没有办法快速定位不迷失?

本文以MICROSOFT HOLOLENS为例子和切入点 为大家搭建一个可以快速了解各种沉浸式技术的框架。希望看过本文之后大家可以快速判定一个产品的技术含量,对其在市场上的位置和竞争力有个快速定位。

本文由四部分组成:快速基本定义, 市场分析以及分析框架,各类产品和竞争对手,总结和展望


1.快速基本定义


VR vs AR vs MR

顾名思义,要快速鉴定VR AR MR三者的区别只要记住三点

VR即虚拟现实,会把你带入一个虚拟的世界,你无法看到身边物质世界的内容,更无法和物质世界交互。

AR即增强现实(现实世界可见),会根据你周围的真实环境添加附加信息,但是这些信息一般是以平面叠加和标注为形式的。

MR即混合现实(现实世界可见),它能理解你所处的现实环境,根据环境渲染3D物品(准确的说是HOLOGRAM,即全息投影),并融入你所见的环境中。这些3D内容往往会遵从现实世界的大小,并且遵守物理规律,你和他们互动的时候感觉仿佛他们是真实存在的物件。


2.市场分析以及分析框架

既然是以HOLOLENS为例子来了解沉浸式技术,当然要看一下HOLOLENS的能力:

两分钟的关于HOLOLENS的视频


不看视频一言概括的话, HOLOLENS就长得如上图那样。HOLOLENS是一个完全独立的混合现实全息计算机兼头盔显示屏。它本身包含了深度相机,环境理解相机,周围光亮检测感应器,内存,处理器,电池,音箱,麦克风等等一切你需要的硬件设施。支持wifi 蓝牙 乃至USB等基本数据传输方式。 它的硬件媲美一台完整的电脑,处理器比普通处理器更强大(HPU),运行WIN10系统,你甚至可以用它收邮件,看excel。

它可以完美结合现实和虚拟影像,有能力根据现实世界来摆放或者定位全息影像(视频中展示的游戏主角小松鼠在走在桌子边上的时候会要来晃去或者是掉下桌面,就是基于环境的学习),同时允许用户用它来进行交流,合作,探索。

下面让我们就通过HOLOLENS的运用场景来了解本文提出的“沉浸式技术框架”吧。


沉浸式技术类别1,被称为虚拟现实(VR)。该技术早在1950年左右就已经有了技术雏形,不断更新进步至今。其特点是视野(FOV:field of view)显示的全部内容都是虚拟世界的内容,现实世界对其而言并不重要。

类别一 虚拟现实


传统的虚拟现实VR就是上图飞行模拟器显示的那样,类似我们在各种计算机游戏中看到的场景。各类VR基本都是这样展示场景的,只是视野中的模型和图像可能更清晰更精美。

而下图是HOLOLENS中看到的飞机引擎的场景。如果是普通的VR,你会看到一个飞机引擎的图样,通过操作你可以放大缩小拉动引擎。用HOLOLENS看到的是互动式的物体,你会感受到引擎的真实大小,可以真的绕着这个引擎走一圈,可以和引擎互动,或者可以和别人分享你的视角共同对引擎发起操作。这个部分已经大大超出传统VR了。下文再介绍。


沉浸式技术类别2,被称为增强现实(AR)。在1990年代出现并且不断被发扬光大,大家都非常熟悉的google lens主要提供的就是AR,等下讲产品的地方会细分。其特点是会有额外的信息出现在视野(FOV)中,现实世界可见,但是显示的内容(文字,图像等等)都还停留在比较基本比较平面的层次,和你从手机或者智能手表上能看到的内容差不多。

类别二 增强现实

典型的增强现实头戴设备中看到的内容就是右上角小图展示的那样啦。所有的东西都看起来比较平面。这些AR设备对现实世界有一定的感应能力,比如GPS信息。他们也可能根据场景识别或者提供一些你需要的信息,比如翻译文字。

HOLOLENS在AR的运用场景中做的也很好,右下角的图展示了一个电梯维修工在维修电梯之前查看问题清单的场景,其中显示的清单可以一直跟随使用者,也可以附着于某个平面上面。

这类增强现实的运用场景最大的好处就是提供了不需要用手参与的显示和操作(不需要用手拿着手机,或者拿着纸质清单等等)。


沉浸式技术类别3,被称为混合现实技术。根据微软的介绍,混合现实的概念在1994年被提出。主要特色就是融合三种不同的信息输入,给用户带来全新的体验。

Mixed reality

混合现实的运用场景中,显示在视野中的全息影像或者各类对应信息都是基于机器对现实世界的运算和理解的。在这个层面中HOLOLENS的能力才被真正的运用起来。

类别三 混合现实

比如右上角的图例,就是HOLOLENS指引一个没有维修过水管的人对水管进行检查和维修,HOLOLENS可以理解现实中看到的水管结构并且通过全息图像指引用户反到某个位置。用户可以用手势进行拖拽,HOLOLENS会帮助检测用户的设计是否可行。右下角的图例是HOLOLENS在游戏中的运用场景,游戏设置是完全基于你所处的真实房间的。外星怪物会从你的墙上挖个洞,可能从空中攻击你,也可能爬过沙发,桌子,从地板上走过来。用户用自己的手势就可以与游戏角色互动,产生真正身临其境的感觉。


沉浸式技术类别3.5,我称其为混合现实技术+(MR+)。这一类别的技术是大幅度提升了合作性共享性,用户可以开始同步分享混合现实空间。之所以用3.5,是因为还没有突破到飞起可以直接给个4


最后一类 MR+

这一类非常的新,市场上除了HOLOLENS,能做到同样水平的沉浸式技术设备可以说几乎没有!右上角的例子是用户利用HOLOLENS视频通话,可以直接分享自己看到的混合现实的世界给远程通讯的另外一人。最神奇的部分是,对方可以在另一头标记或者绘画,给用户看到的混合现实的世界添加新内容。这个例子是水管维修,除了水管维修,其他很多复杂的操作和维修都可以用类似的方法来解决,可以共享的混合现实世界解决了传统场景中你需要带着手机笔记本维修工具还手忙脚乱的问题。

右下角的例子更是神奇,几个建筑设计师同时戴上HOLOLENS,就可以同时看到某个建筑模型,不同的视角,同一个模型,会议协作的效率大大提高。HOLOLENS还支持多方同时对一个全息影像进行操作。如果要进行任何标记修改效率也就大大提升了。


家居设计

同理,室内装修,家具摆放,纹样等等各类用户场景也可以大大提升。

NASA USE CASE

这还没完,NASA的科学家用HOLOLENS完成多人会议,可以远程也可以在同一个房间,科学家们被投射到火星的地形上,实际观察火星探测车和其实地环境,讨论出现的问题和风险,然后做出决策。这个过程中所有人都可以被虚拟人像代替,同时目光的方向会被追踪。如此一来,远程的科学家可以知道另外一个科学家所处的位置,所观察的物体等等。



技术框架

综上所诉,我们已经利用了HOLOLENS的运用场景了解完了沉浸式技术领域的分析框架了。


利用这个框架,我们可以快速的定位市场山的各种产品了。

3.各类产品和竞争对手


VR类产品

以上列出的是VR类的产品。大部分用于游戏,教育,培训等等领域。这些产品的特色就是你一旦戴上就看不到现实世界了,进入了虚拟世界。另外,要和虚拟世界交互,基本都需要一个额外的控制器或者手柄。这类产品基本不支持手势操作。


AR类产品

这一类产品很多人也很熟悉了,和前一类VR类对比,最大的优势在于可以看到现实世界,同时还给你提供关于现实世界的额外信息。这类产品基本不需要附加的控制器了,语音或者按钮或者手势都成为可能。他们一般长得像眼镜,也比笨重的HOLOLENS轻巧的多。

这里有个特别的需要提一下,GOOGLE TANGO, 增加现实计算平台,它可以让普通的手机和移动设备具有提供AR内容给用户的能力。但是据现在看到的视频而言,反馈回来的不是全息影像,和现实世界的物理嵌入也没那么好,就放在这一类里面。


MR类产品

到混合现实这一层,产品就少得多啦。但是也还是有的。这类产品的共性就像之前说的,可以理解现实世界的场景。不过有些产品开始针对某个运用场景来设计了,有一些是为工业使用而生的,普通消费者可能比较不熟悉。大部分这类设备需要一个分开的计算单位,有线接着。HOLOLENS虽然笨重但是已经可以做到一体化计算并且展示给用户了。(但是这也是缺点所在呢)

这里有个特别要注意的,apple ARkit.虽然名字叫ARkit但是它的能力其实已经达到了MR,可以理解现实世界的一些物理特性,比如找到物体的边角。它也可以根据用户的移动展示看起来“全息”或者3D的内容了。举个例子,用ARkit你的手机可以轻松找到墙壁的边角,帮你丈量整个房子的尺寸了。再次感慨一下,ARkit感觉前景无限!如果某个运用场景ARkit加手机就做得到,就不需要买笨重的HOLOLENS了啊~


类别3.5的产品

这一类中,Atheer AiR和HOLOLENS的能力几乎不相上下了,不过可惜的就是还需要分开的计算单元,但是重量却减轻了不少呢。

这一类中最引人注目的就是Magicleap,整整6年什么产品都没见到却拿到了14亿美元的投资!有兴趣的人搜搜看,投资方包括Google, Qualcomm, Kleiner Perkins, Alibaba Group等等。

https://baike.baidu.com/item/Magic%20Leap 百度百科

https://en.wikipedia.org/wiki/Magic_Leap 维基百科

拭目以待吧~他们的网站上的效果也做的很酷炫 去看一眼也很好玩啊:https://www.magicleap.com/#/home


各类产品总结

好,各类产品就这样总结完了。上图就是总表啦。

说了这么多,除了上面的1 2 3 3.5,如果以后沉浸式技术有CLASS 4(类别4),会是什么样的呢? 除了人与人共享混合现实,还能有什么更好的发展呢?

私以为,可以在人机互动或者机器与机器之间的互动方向,更进一步。

比如家中各种电子设备的信息,可以完全输入到头戴设备中显示。比如你的面包烤好了,你的空调需要加氨了,你的眼睛望向那个地方,对应的信息就已经反馈过来了。

比如购买家具的场景下,人一旦决定好了要什么家具什么摆放,如果机器之间共享混合现实场景,把家具的数据直接发给制造端的机器,完成制造,并且完成付款,安装,运输等等。。那就太好了。想象一下未来你搬了新家看一眼自己家的房间,用语音和手势选定一张虚拟床铺,隔天一张真的床就送到你家里来了,不是很妙吗~

相信有物联网,大数据,以及混合现实技术做支撑,这个场景并不是痴人说梦。


4.总结和展望

既然以HOLOLENS为引子,难免要总结一下HOLOLENS. 个人认为它就是把巨大的瑞士军刀。任何运用场景都可以用得上,你想得到的,它基本都有。可是很多时候你只需要基本功能,你真的用得到这么复杂的大刀吗?所以仔细堪虑自己的运用场景,再进行投资,也许更好。上述产品列表中也有非常多表现不错的产品,只是他们集中于某个点。


HOLOLENS = 瑞士军刀

这些设备这么棒,那为什么普及度没有想象的那么高?继续拿HOLOLENS举例,它的缺点也是不少的:

比如:视野狭小,那么大的一个镜面,事实上有效的视野也就前面那一块,必须和眼睛平齐,超出的部分是看不到全息影像的;对温度敏感,散热也有要求,毕竟所有的运算都在一个头戴设备上完成,大量的实时信息输入真的会产生大量的热,在户外场景下很容易让设备温度过高宕机;在强光下使用不理想,这类设备可以投影光线到我们的眼睛内,可是如果对面已经进来强光了,他们没有办法阻挡强光本身,就会造成混合显示的效果不理想。

缺陷1

还有一些其他的缺陷,诸如HOLOLENS只有2-3小时的电池时长,可是重量却有4.5个iphone那么重!因为有大量光学元件和感应器,也需要小心照顾它,掉了碎了之类微软可是不保修的。很多人也担心它带来的隐私问题,毕竟你不知道带着设备的人是否在录像照相之类。最后。。它真的好贵 3000美元,不保修,开发者版本,要不要烧钱玩玩?

说了这么多,VR, AR, MR,我们都有了,都见过了。它们确实能够大大的提升用户的体验。可是在解决现实问题方面,大部分都还在实验阶段。最重要的是,它们能够用在什么场景下,解决什么问题,才能带来商业价值和真正可见的益处呢?还需要慢慢探索呢。

Solutions looking for problems


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