虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng),它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境,使用戶沉浸到該環(huán)境中。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality,AR)是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù),廣泛運(yùn)用了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊、智能交互、傳感等多種技術(shù)手段,將計(jì)算機(jī)生成各種虛擬信息模擬仿真后,應(yīng)用到真實(shí)世界中,兩種信息互為補(bǔ)充,從而實(shí)現(xiàn)對真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。
VR虛擬現(xiàn)實(shí)利用計(jì)算機(jī)生成一種逼真的三維動(dòng)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(gè)環(huán)境中,并操作、控制環(huán)境,這個(gè)虛擬環(huán)境將為用戶提供視覺、聽覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)、嗅覺、味覺等全方位的體驗(yàn)。
AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是指透過攝影機(jī)影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術(shù),讓屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實(shí)世界場景進(jìn)行結(jié)合與交互的技術(shù)。
AR產(chǎn)品形態(tài)
可以分為一體式、分體式AR眼鏡、ARBOX,主要側(cè)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(guān)鍵技術(shù)
主要有近眼顯示、感知交互、處理計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)傳輸。
AR眼鏡模塊
消費(fèi)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(shí)定位與地圖構(gòu)建)、電池和處理器、體感模塊等。
其中,顯示、光學(xué)(光學(xué)前端Optical Combiner和光場引擎Light-field Engine)是核心突破點(diǎn)。
AR
隨著產(chǎn)業(yè)界在AR領(lǐng)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(guān)鍵器件、終端形態(tài)上相似性較大,而在關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域上有所差異。
VR通過隔絕式的音視頻內(nèi)容帶來沉浸感體驗(yàn),對顯示畫質(zhì)要求較高。
AR強(qiáng)調(diào)虛擬信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的“無縫”融合,對感知交互要求較高。
應(yīng)用方面,VR側(cè)重于游戲、視頻、直播與社交等大眾市場,AR側(cè)重于工業(yè)、軍事等垂直應(yīng)用。
VR技術(shù)
如近眼顯示、渲染處理等已經(jīng)有明確發(fā)展路線,核心技術(shù)的成熟將大幅度提升用戶體驗(yàn),而傳感技術(shù)和交互式傳感體驗(yàn)的發(fā)展也使得VR應(yīng)用場景逐漸豐富。
AR技術(shù)
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(guān)外設(shè)、光學(xué)顯示(光波導(dǎo))方面比VR更為復(fù)雜,仍需要一定發(fā)展時(shí)間。
總體來看,目前VR市場已經(jīng)具有較為成熟的產(chǎn)品和技術(shù),市場穩(wěn)步發(fā)展,而AR市場還需要技術(shù)和成熟產(chǎn)品培育推動(dòng)。
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(xué)器件(透鏡、鏡頭、全景相機(jī)等)、外殼結(jié)構(gòu)件組成。
以O(shè)culusRift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(jié)構(gòu)來看,VR內(nèi)部組件數(shù)量及復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于智能手機(jī),組裝代工難度更高,根據(jù)BI,OculusRift內(nèi)部的組件超過200個(gè),而智能手機(jī)(平均組件在40-50個(gè))。
VR頭顯產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)包括形態(tài)、顯示、交互、感知、計(jì)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(jī)、平板、筆記本、TV等,較大的直視型設(shè)計(jì)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(xué)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(xué)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(chǎn)業(yè)鏈
AR關(guān)鍵技術(shù)
近眼顯示設(shè)備的光學(xué)與顯示系統(tǒng)主要分為圖像源器件與顯示光學(xué)器件。
圖像源器件產(chǎn)生圖像并將圖像投射到顯示光學(xué)器件中,顯示光學(xué)器件將圖像反射到眼睛中,其中針對AR顯示設(shè)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(chǎn)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(gè)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(chǎn)品之一。
頭戴顯示器可將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬物體的畫面重疊顯示在用戶視野中,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)畫面。
同時(shí),先進(jìn)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(zhuǎn)和滾動(dòng)六個(gè)方向自由移動(dòng)頭部,而頭戴顯示器AR產(chǎn)品能夠根據(jù)用戶頭部移動(dòng)的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的畫面調(diào)整。
手持式顯示
是以智能手機(jī)作為AR移動(dòng)終端的代表產(chǎn)品,經(jīng)過多年的更新?lián)Q代和功能優(yōu)化,智能手機(jī)顯示器分辨率越來越高、處理器越來越強(qiáng)、相機(jī)成像質(zhì)量越來越好、傳感器越來越豐富(提供著加速計(jì)、GPS、羅盤),諸多優(yōu)勢使得智能手機(jī)成為了天然的AR平臺,也是現(xiàn)階段AR應(yīng)用的最容易落地的場景之一。
空間顯示器
是將虛擬內(nèi)容直接投影在現(xiàn)實(shí)世界中的AR產(chǎn)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(jìn)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(chǎn)品的應(yīng)用場景。
目前,PC顯示器和移動(dòng)終端AR產(chǎn)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(chǎn)品。
但由于AR眼鏡可以突破屏幕的限制,可將整個(gè)物理界面作為AR交互界面,因此有望成為未來AR產(chǎn)品的主流技術(shù)路線。
原文標(biāo)題:未來是屬于VR/AR的
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AR眼鏡有望成為未來AR產(chǎn)品的主流技術(shù)路線
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