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元宇宙第一步腾讯推出中国首个虚拟音乐NFT 游辰星宇XR-Park混合现实智慧园区显示系统

技术发展而来,最早应用于军事,今年开始,由于智能手机的普及、智能硬件的兴起以及Google Glass的出现,增强现实技术被大量关注,就目前来看,我比较看好增强现实技术。

虚拟现实技术利用计算机创造一个虚拟空间,利用虚拟现实眼镜能够使用户完全沉浸在一个虚拟的合成环境中,无法看到真实环境;利用双目视觉原理,虚拟世界在眼镜中是3D立体的。

1、VR头盔:目前比较有名的是被Facebook收购的Oculus公司,Oculus眼镜可以展示例如Unity这样的软件构建的虚拟场景,并且让用户沉浸在虚拟世界中过山车、玩游戏、看电影等等。

2、VR眼镜:目前解决方案是一种头戴式手机框,将智能手机放入并且分屏显示,就可以产生类似于VR头盔的效果,如三星Gear VR

在未来,虚拟现实不仅仅会涉及视觉、听觉,还会涉及嗅觉、触觉、味觉,构造一个与真实环境相似的世界。

增强现实技术能够把虚拟信息(物体、图片、视频、声音等等)融合在现实环境中,将现实世界丰富起来,构建一个更加全面、更加美好的世界。Google Glass开始,增强现实眼镜开始不断出现,但都还是初级产品,这些眼镜能够做到给用户呈现一些简单的辅助信息,但复杂信息就无能为力了。

1、单目眼镜:Google Glass,单眼呈现信息,导航、短信、电话、录像照相等功能,由于是单眼,无法呈现3D效果,且由于外观原因应用场景有限。

2、双目眼镜:Meta Glass, 双眼呈现影像时,利用双目视差可以产生开发者想要的3D效果。通过对现实场景的探测并补充信息,佩戴者会得到现实世界无法快速得到的信息;而且由于交互方式更加自然,这些虚拟物品也更加真实

在未来,我们佩戴的眼镜或隐形眼镜会再一次变革我们的通讯设备、办公设备、娱乐设备等等;在未来,我们不再需要电脑、手机等实体,只需在双眼中投射屏幕的影像,即可创造出悬空的屏幕以及3D立体的操作界面;在未来,人眼的边界将被再一次打开,双手的界限将被再一次突破,几千公里外的朋友可以立即出现在面前与你面对面对话,你也将会触摸到虚幻世界的任何物件;在未来,一挥手你就可以完全沉浸在另一个虚拟世界,一杯茶,一片海,甚至是另一个人生、现实世界无法到达的千千万万种可能的人生。

简单粗暴的说法是:你通过设备观察的场景里面有没有现实的画面,有就是增强现实,没有就是虚拟现实。

增强现实(AR)将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术,广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段,将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后,应用到真实世界中,两种信息互为补充,从而实现对真实世界的“增强”。增强现实体验的示例包括Snapchat镜头和游戏Pokemon Go。

其流程是首先通过摄像头和传感器将真实场景进行数据采集,并传入处理器对其进行分析和重构,再通过AR头显或智能移动设备上的摄像头、陀螺仪、传感器等配件实时更新用户在现实环境中的空间位置变化数据,从而得出虚拟场景和真实场景的相对位置,实现坐标系的对齐并进行虚拟场景与现实场景的融合计算,最后将其合成影像呈现给用户。用户可通过AR头显或智能移动设备上的交互配件,如话筒、眼动、红外感应器、摄像头、传感器等设备采集控制信号,并进行相应的人机交互及信息更新,实现增强现实的交互操作。其中,三维注册是AR技术之核心,即以现实场景中二维或三维物体为标识物,将虚拟信息与现实场景信息进行对位匹配,即虚拟物体的位置、大小、运动路径等与现实环境必须完美匹配,达到虚实相生的地步。

一个完整的增强现实(AR)系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关软件系统协同实现的,有以下三种常用的组成形式。

在基于计算机显示器的增强现实(AR)实现方案中,摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中,与计算机图形系统产生的虚拟景象合成,并输出到计算机屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。这种实现方案简单。 [8]

视频透视式增强现实(AR)系统采用的基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于增强现实(AR)系统中,用以增强用户的视觉沉浸感。根据具体实现原理又可以划分为两大类,分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-throughHMD)。

光学透视式增强现实(AR)系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点,但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等问题。

虚拟现实(VR)意味着完全的沉浸式体验,将现实世界拒之门外。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术,其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。

沉浸式体验分为非交互式体验、人——虚拟环境交互式体验和群体——虚拟环境交互式体验等几类。该角度强调用户与设备的交互体验,相比之下,非交互式体验中的用户更为被动,所体验内容均为提前规划好的,即便允许用户在一定程度上引导场景数据的调度,也仍没有实质互行为,如场景漫游等,用户几乎全程无事可做;而在人——虚拟环境交互式体验系统中,用户则可用过诸如数据手套,数字手术刀等的设备与虚拟环境进行交互,如驾驶战斗机模拟器等,此时的用户可感知虚拟环境的变化,进而也就能产生在相应现实世界中可能产生的各种感受。

如果将该套系统网络化、多机化,使多个用户共享一套虚拟环境,便得到群体—虚拟环境交互式体验系统,如大型网络交互游戏等,此时的VR系统与线、根据系统功能角度分类

。规划设计系统可用于新设施的实验验证,可大幅缩短研发时长,降低设计成本,提高设计效率,城市排水、社区规划等领域均可使用,如VR模拟给排水系统,可大幅减少原本需用于实验验证的经费;展示娱乐类系统适用于提供给用户逼真的观赏体验,如数字博物馆,大型3D交互式游戏,影视制作等,如VR技术早在70年代便被Disney用于拍摄特效电影;训练演练类系统则可应用于各种危险环境及一些难以获得操作对象或实操成本极高的领域,如外科手术训练、空间站维修训练等。虚拟现实的关键技术主要包括:

虚拟环境的建立是VR系统的核心内容,目的就是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。

三维图形的生成技术已经较为成熟,那么关键就是“实时”生成。为保证实时,至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒,最好高于30帧/秒。

虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展,现有的设备不能满足需要,力学和触觉传感装置的研究也有待进一步深入,虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高。

虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象,选择适当的应用对象可以大幅度提高生产效率,减轻劳动强度,提高产品质量。想要达到这一目的,则需要研究虚拟现实的开发工具。

由于VR系统中包括大量的感知信息和模型,因此系统集成技术起着至关重要的作用,集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等。

与VR相比,AR会触及到更多的人,因为它是对人们日常生活的无缝补充。AR是将计算机生成的虚拟世界叠加在现实世界上,医药、教育、工业上的各种实际应用,已经佐证了AR作为工具,对人类的影响更为深远。而不是像VR那样在现实世界之外营造出一个完全虚拟的世界。国外分析师也认为“AR”将会成为“更加日常化的移动设备应用的一部分”。同时,移动AR的普及和低成本也有助于企业从采用AR技术,企业AR可以稳定增长,到2021年左右增强现实技术将在制造/资源、TMT、政府(包括军事)、零售、建筑/房地产、医疗保健、教育、交通运输、金融服务、公用事业方面都得到应用。

体验中,现实世界和数字对象进行交互。混合现实技术刚刚开始与Microsoft最著名的早期混合现实设备之一的HoloLens一起起飞。

是一个涵盖性术语,涵盖增强我们感官的所有各种技术,无论它们是提供有关现实世界的其他信息还是创建供我们体验的完全不真实的模拟世界。它包括虚拟现实(VR),增强现实(AR)和混合现实(MR)技术。