虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,VR)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng),它利用計算機生成一種模擬環(huán)境,使用戶沉浸到該環(huán)境中。
增強現(xiàn)實(Augmented Reality,AR)是一種將虛擬信息與真實世界巧妙融合的技術,廣泛運用了多媒體、三維建模、實時跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術手段,將計算機生成各種虛擬信息模擬仿真后,應用到真實世界中,兩種信息互為補充,從而實現(xiàn)對真實世界的“增強”。
VR虛擬現(xiàn)實利用計算機生成一種逼真的三維動態(tài)視景,人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中,并操作、控制環(huán)境,這個虛擬環(huán)境將為用戶提供視覺、聽覺、觸覺、運動、嗅覺、味覺等全方位的體驗。
AR增強現(xiàn)實是指透過攝影機影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術,讓屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實世界場景進行結合與交互的技術。
AR產品形態(tài)
可以分為一體式、分體式AR眼鏡、ARBOX,主要側重于低功耗、全天可佩戴、外觀輕便。主要廠商有Google、Microsoft(HoloLens)、Epson、Vuzix、MagicLeap等。
AR關鍵技術
主要有近眼顯示、感知交互、處理計算、網絡傳輸。
AR眼鏡模塊
消費級AR眼鏡的組成模塊包括:顯示模塊、拍攝模塊、聲場模塊、眼球追蹤、SLAM模塊(Simultaneous Localization And Mapping,即時定位與地圖構建)、電池和處理器、體感模塊等。
其中,顯示、光學(光學前端Optical Combiner和光場引擎Light-field Engine)是核心突破點。
AR
隨著產業(yè)界在AR領域的持續(xù)發(fā)力,部分研究者將AR從VR的概念框架中抽離出來。
兩者在關鍵器件、終端形態(tài)上相似性較大,而在關鍵技術和應用領域上有所差異。
VR通過隔絕式的音視頻內容帶來沉浸感體驗,對顯示畫質要求較高。
AR強調虛擬信息與現(xiàn)實環(huán)境的“無縫”融合,對感知交互要求較高。
應用方面,VR側重于游戲、視頻、直播與社交等大眾市場,AR側重于工業(yè)、軍事等垂直應用。
VR技術
如近眼顯示、渲染處理等已經有明確發(fā)展路線,核心技術的成熟將大幅度提升用戶體驗,而傳感技術和交互式傳感體驗的發(fā)展也使得VR應用場景逐漸豐富。
AR技術
在交互和傳輸層面方向有較好發(fā)展,但是在SLAM算法(定位跟蹤與建圖)及其相關外設、光學顯示(光波導)方面比VR更為復雜,仍需要一定發(fā)展時間。
總體來看,目前VR市場已經具有較為成熟的產品和技術,市場穩(wěn)步發(fā)展,而AR市場還需要技術和成熟產品培育推動。
VR硬件
主要由四大部分的電子元器件組成:芯片、傳感器、顯示系統(tǒng)、光學器件(透鏡、鏡頭、全景相機等)、外殼結構件組成。
以OculusRift為例,整體OculusRift的BOM成本約為206.1美金(包括組件成本組裝測試),其中頭盔單元成本為138.56美金,占比67.23%,代工測試成本則為6.5美元。
從結構來看,VR內部組件數(shù)量及復雜程度遠高于智能手機,組裝代工難度更高,根據BI,OculusRift內部的組件超過200個,而智能手機(平均組件在40-50個)。
VR頭顯產品技術設計包括形態(tài)、顯示、交互、感知、計算、通訊。
顯示方面
主要分為直視顯示以及微顯示,直視顯示可用于手機、平板、筆記本、TV等,較大的直視型設計肉眼可見;
微顯示一般對角尺寸小于1英寸,需要配搭放大光學系統(tǒng);
兩種顯示在亮度、尺寸、放大倍率、重量等方面有差異,直視顯示器通常400至800ppi、尺寸范圍為3.5”-5.5”、需要較小的放大倍率和大光學系統(tǒng)、更重更耗電;
而微顯示一般為2000至3300ppi、尺寸為0.2”-1”、需要更多的放大倍率。具體來看,直視顯示分為LCD及OLED,微顯示分為DLP、LCD、OLED、LCos。

VR產業(yè)鏈
AR關鍵技術
近眼顯示設備的光學與顯示系統(tǒng)主要分為圖像源器件與顯示光學器件。
圖像源器件產生圖像并將圖像投射到顯示光學器件中,顯示光學器件將圖像反射到眼睛中,其中針對AR顯示設備的圖像源器件一般指微顯示器。
AR原理
目前市面上主流的AR產品分為三類,分別是頭戴式顯示,手持式顯示和以PC顯示器、HUD為代表的空間顯示器。
頭戴顯示器
由一個頭戴裝置以及與之搭配的一塊或多塊(微型)顯示屏組成,智能AR眼鏡便是頭戴顯示器的典型產品之一。
頭戴顯示器可將現(xiàn)實世界和虛擬物體的畫面重疊顯示在用戶視野中,實現(xiàn)現(xiàn)實世界的增強畫面。
同時,先進的頭戴顯示器通常搭載多自由度的傳感器,用戶可以在前后、上下、左右、俯仰、偏轉和滾動六個方向自由移動頭部,而頭戴顯示器AR產品能夠根據用戶頭部移動的動作進行相應的畫面調整。
手持式顯示
是以智能手機作為AR移動終端的代表產品,經過多年的更新?lián)Q代和功能優(yōu)化,智能手機顯示器分辨率越來越高、處理器越來越強、相機成像質量越來越好、傳感器越來越豐富(提供著加速計、GPS、羅盤),諸多優(yōu)勢使得智能手機成為了天然的AR平臺,也是現(xiàn)階段AR應用的最容易落地的場景之一。
空間顯示器
是將虛擬內容直接投影在現(xiàn)實世界中的AR產品。
空間顯示器往往固定在物理世界中,而周邊任何物理表面,如墻面、桌面甚至是人體都可以成為可交互的AR顯示屏。
隨著空間顯示器尺寸、成本、功耗的降低以及3D投影的不斷進步,各種全新的AR交互和顯示形式正在不斷涌現(xiàn),顯著拓寬了空間顯示器AR產品的應用場景。
目前,PC顯示器和移動終端AR產品的市場普及度略高于以AR眼鏡為代表的頭戴式顯示器產品。
但由于AR眼鏡可以突破屏幕的限制,可將整個物理界面作為AR交互界面,因此有望成為未來AR產品的主流技術路線。
原文標題:未來是屬于VR/AR的
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