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Meta 和 MOFAD 让您在增强现实中参观 Ebony 测试厨房 虚拟现实技术知识点总结

增强现实(Augmented Reality,简称AR),是一种将真实世界信息和虚拟世界信息叠加集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在,被人类感官所感知和交互,从而达到超越现实的感官体验。

AR眼镜(头显)——未来替代智能手机和计算机的产品。AR技术出现是时代发展必然。进入21世纪,人们对电子产品需求是小型便携化,但同时要求多功能化,这就促使商用计算机从笨拙几乎不可移动的台式机演变到超薄可移动的笔记本电脑,也促使了手机从只具有通讯功能的大砖头手机演变到如今较薄的iPhone等智能手机。手机因为随身携带,功能也越来越强大,很多在PC端功能在手机上也很容易实现,因此很多应用从PC端转移到了手机移动端,如:根据艾瑞咨询数据统计,移动电子商务2015年的交易额已经达到了55%,超过了PC端。但同时应看到手机屏幕较小,视觉和操作受限,人们迫切需要小型化同时功能强大的新型电子产品,AR技术利用虚拟增强现实,只需戴上AR眼镜(头显),就可以在现实场景中融入虚拟的大屏幕,也可以虚拟键盘到现实场景中进行操作,可以很好满足人们对小型化同时功能强大的电子产品预期需求。

AR眼镜(头显)还具有普通电子产品不具备优势,普通电子产品的显示屏幕是二维平面的,而AR技术是可以将三维虚拟场景融入到真实世界中的。随着AR技术进步和功能完善,虚拟3D场景将更加真实和具有立体感,达到不摘下眼镜虚假难辨程度。AR技术应用领域广泛,可以用于医疗培训、军事演习、建筑建模、古迹复原、旅游观景、视频娱乐等多个领域,未来商业应用前景十分广阔。

AR系统追求的是真实场景和虚拟物体无缝联结,而且真实物体和虚体物体之间还要能够进行交互,因此,AR系统的功能实现需要解决很多关键技术,主要有显示技术,跟踪和定位技术,界面和可视化技术以及标定技术等。在很好解决这些技术问题后,AR技术产品化关键在于设备的轻便性,功耗控制以及成本控制方面。

可以预期,随着资本不断投入和技术进步,AR行业在未来5-10年会出现爆发式增长,集成计算机和手机功能的AR眼镜(头显)成熟后会逐渐侵占智能手机和平板电脑市场,10年以后技术足够成熟时,会逐步取代商用计算机市场。

微软的HoloLens——承载Windows从二维到三维使命。Microsoft HoloLens全息眼镜由Microsoft 公司于北京时间2015年1月22日凌晨与Window10同时发布。全息眼镜HoloLens本质是一个拥有全息功能的头戴式显示计算机,他承载着微软将Windows从PC中移植到现实空间的使命。

Hololens本身就装有Windows10操作系统,所以主菜单上目前有一些基本的Edge浏览器等,Windows商店里有一些为Hololens设计的工具软件或者游戏可供下载。Hololens交互功能实现可以通过手势和语音进行,比较方便,可以设置很多窗口和虚拟物品到现实场景中,如图。

这款HoloLens产品虽然实现了很多突破,但实际上还有很多不足之处:这款设备的最长电池续航时间为5.5个小时,但在高负载使用情况下,电池续航时间只有2.5个小时,HoloLens的视野有些窄,,售价3000美元左右,价格较高,可以用来:辅助建模,查看天气,玩游戏,看视频,通信等。由于待机时间短和功能有限,还无法对智能手机市场造成冲击,目前主要面向行业特定使用者和有消费能力的IT爱好者,随着微软技术改进,若下一代产品待机时间和视野改善,同时增加更多功能软件,且逐步削减成本,就将逐步被更多消费者所接受。

Magic Leap成立于2011年,是一家美国增强现实公司,Magic Leap创了资本市场一个奇迹:在没有具体产品问世之前,实现了巨额C轮融资,估值45亿美元。

2016年2月,阿里巴巴在Magic Leap的C轮融资中,领投共计筹资7.94亿美元。5月,阿里继续追加投资2亿美元,投资金额累积起来已接近10亿美元。至此,Magic Leap共计融资16亿美元。

Magic Leap的AR技术主要涉及到SLAM (simultaneous localization and mapping,即时定位与地图构建)感知技术、计算机视觉处理技术、光场成像技术和相应的4D光场重构算法等,其中,负责感知研究的高级副总裁 Gary Bradski 是计算机视觉领域的领军人物,在英特尔和柳树车库创造并发展了 OpenCV,OpenCV 是一个开源跨平台的计算机视觉库,可以实现许多图像处理的算法;关键的计算机视觉技术负责人Jean-Yves Bouguet在微软研究院工作过十年;,艺术设计、游戏和动漫方面的人才有前苹果游戏设计师 Graeme Devine;此外还有其他各领域顶尖人才加盟,这足以让外界相信他们的研发实力。因此,Magic Leap 虽然至今未发布产品,但其团队实力和宣传所展示出的强烈震撼效果已经折服资本界,据说在调试生产线,已做好了产品量产准备,让我们拭目以待。

之后,公司又迎来了两位重量级人物的加盟——Steven Feiner和Steven Mann。Steven Feiner是哥伦比亚大学教授,全球增强现实技术领域领先的学者之一,被誉为“增强现实技术之父”; Steve Mann被誉为“穿戴式计算之父”, 三十年前在麻省理工的媒体实验室创办了穿戴式计算实验室。

目前,Meta 公司推出的Meta 2售价949美元(Meta 2头显+SDK),在Meta公司官网可以进行预定,承诺2016年3季度到货。

Meta 2公布参数显示其拥有90度的半透明视野,屏幕分辨率为2560×1440,值得注意的是,有位置追踪传感器和一个720P的前置摄像头,可以直接用手势进行操控,内建了4个扬声器,App开发方面支持Unity 3D图像引擎。

唯一遗憾的是这是一款需连接电脑的AR眼镜,要求一台运行Windows 8或10的PC,这是有别于微软HoloLens的独立运行。但相较于HoloLens具有价格优势,价格只相当于HoloLens的三分之一。就像公司官网上所承认的那样,Meta 2更多是面向开发者,而非消费者。可见,Meta公司的市场定位优先是工业级应用,而非消费应用,这与微软即面向工业级又兼顾有消费能力的IT爱好者市场定位不同。相信,以Meta2的性价比,在工业级开发者应用中会占据一席之地。

谷歌公司是AR穿戴设备开发先驱,他们曾经于2012年4月发布的一款“拓展现实”谷歌眼镜(Google Project Glass),它具有和智能手机一样的功能,可以通过声音控制拍照、视频通话和辨明方向,以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等,见下图。

2.佩戴谷歌眼镜时,用户右眼球必须看着视野右上方的投影仪微光,才能看清楚数据与文字,但这样可能会造成用户注意力分散,带来潜在的危险。

虽然谷歌探索以失败告终,但毕竟为后来者提供了宝贵经验,科学探索就是需要这样不断失败中取得成功的,因此,谷歌眼镜意义非同寻常,完全可以被后来成功者称为AR穿戴的鼻祖产品。

DAQRI——工业应用先行者。DAQRI成立于2010年,总部位于美国的洛杉矶,官网定位自身是改变未来工作的人机交互公司,目前有员工超过350人,融资超过1.3亿美元。据forbes消息, 2016年其收购了一家英国全息技术公司Two Trees Photonics。Two Trees Photonics创建于2010年,主要研发动态全息显示技术,技术来自剑桥大学。

2016年CES上,DAQRI联合Intel发布了首款智能头盔,DAQRI主要为这款产品提供传感器、计算机视觉和导航技术、数据传输技术支持等。这款产品搭载了英特尔Core M7处理器,应用RealSense技术,能够在显示屏界面上实时向用户提供定位,安全信息等数据。主要应用在建筑工地、油气管道维修等工业领域。据悉,这款工业级产品目前正在测试,计划今年量产。

DAQRI SMART HELMET(智能头盔)利用增强现实特性,工人可以通过设备检查来查看仪器和设备的状况,发现肉眼难以发掘的事物,无需手动操作便可在现实装备和物体上显示指导或其他数字元素,对任何可能存在的危险元素进行提醒,其潜在应用包括拍照、3D地图等。能有效提高工人的工作效率和安全性,还能够大幅节约成本。这款产品其实是AR和AI结合的一款产品,同时利用了AI中的计算机视觉识别和AR技术,是一款不错的工业级AR产品,未来功能逐步完善,在工业领域的应用将大有作为。

文/赵亚洲(AMT(证券代码:833132,IT+管理咨询)事业合伙人,北京科技大学硕士,IT领域资深分析师。在中国电子材料协会、易观国际任职期间有过国家电子信息规划和高级分析师的工作经历,在《21世纪经济报道》《中国电子报》《商业时代》《软件世界》等媒体上发表过IT领域署名文章,曾在CeBIT Asia(亚洲信息及通信技术展览会)等大型会议上演讲,参与和主导了一百多个各类投资、规划和调研项目,内容涉及电子信息、现代农业、新能源、节能环保等多个产业,拥有丰富的理论基础和实战经验。作者邮箱: