編者按：本文作者郁樹達(dá)哨鸭，法國(guó)計(jì)算機(jī)視覺博士淮阐，現(xiàn)就職于深圳超多維光電子有限公司任研究員爆班，長(zhǎng)期關(guān)注 AR&VR 相關(guān)技術(shù)發(fā)展南吮。

通過 AR 技術(shù)花嘶，我們可以讓每一個(gè)女孩在幾秒鐘內(nèi)看到各種粉底笋籽、眼影、睫毛膏在自己臉上的效果察绷；我們可以讓連環(huán)畫書中的故事活起來干签；我們可以在開車的時(shí)候，直接在車窗上看到輔助駕駛信息拆撼；我們可以看到網(wǎng)上的衣服穿在自己身上的樣子......

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)虛擬試衣

你也許會(huì)說這些看上去高大上的東西沒什么用容劳，我還是習(xí)慣去實(shí)體店使用，我還是喜歡噴著油墨香的連環(huán)畫闸度，就像現(xiàn)在還是有人堅(jiān)定的使用著功能機(jī)一樣竭贩。的確，單一的技術(shù)有時(shí)不一定會(huì)像技術(shù)發(fā)明人想的那樣被發(fā)揚(yáng)光大莺禁，也常常被創(chuàng)業(yè)者和投資者認(rèn)為解決的是弱需求留量，不高頻等等。但是，我們也應(yīng)該牢記楼熄，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力忆绰。

扯遠(yuǎn)了，還是先直截了當(dāng)?shù)膾伋鲎约簩?duì)于研究 AR 的意義吧：

AR 設(shè)備有可能成為替代智能手機(jī)的下一個(gè)平臺(tái)可岂。

 1. AR 設(shè)備的定義

我們上面所看到的圖都是 AR 技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景错敢，這些 AR 技術(shù)使用的顯示設(shè)備是平板，電視和手機(jī)缕粹，這一類我們稱之為 video see-through 的 AR 技術(shù)稚茅，因?yàn)槲覀兯吹降默F(xiàn)實(shí)是通過攝像頭捕捉之后的 video。

而這里我們指的 AR 設(shè)備是使用投影設(shè)備平斩，將虛擬的物體直接投影在人眼中的近眼顯示設(shè)備亚享，也稱 optical see-through 的 AR 技術(shù)，最具有代表性的當(dāng)然是微軟的 Hololens 和 Magic Leap 的 AR 設(shè)備了绘面。Optical see-through 相比 video see-through欺税，直接是現(xiàn)實(shí)環(huán)境加虛擬的物體，這種真實(shí)感是后者難以達(dá)到的飒货。

Optical see-through AR 設(shè)備的典型代表 Hololens

2. AR 賦予設(shè)備視覺的力量

我們都知道智能手機(jī)代替了功能機(jī)魄衅。其實(shí)我不是非常認(rèn)同「代替」這個(gè)詞峭竣，因?yàn)槎叩慕巧遣灰粯拥奶粮ǎ驗(yàn)楣δ軝C(jī)是一個(gè)工具，而智能手機(jī)是一個(gè)平臺(tái)皆撩。如果把智能手機(jī)看成人類的私人管家扣墩，AR 設(shè)備給這個(gè)管家賦予了更多的力量——視覺的力量。

人類獲取到外界的信息 90% 以上來自視覺扛吞，你的智能手機(jī)只能在碎片的時(shí)間覆蓋你視野很小很小的比例呻惕，而 AR 設(shè)備給你的是時(shí)刻變化的整個(gè)世界。

設(shè)想一下滥比，走在路上亚脆，AR 設(shè)備會(huì)隨時(shí)在你視野中畫出導(dǎo)航路線，而你再也不需要低頭看手機(jī)盲泛；當(dāng)你在飯店點(diǎn)菜濒持，菜單不再是一張張永遠(yuǎn)與事實(shí)不符的圖片，而是浮現(xiàn)在餐桌上的拍攝到的飯菜寺滚；生活中再也不用擔(dān)心錯(cuò)過精彩的瞬間因?yàn)樗且粋€(gè)隨時(shí)隨地?cái)z像機(jī)柑营；當(dāng)你們相處兩地視頻聊天的時(shí)候，她可以虛擬的出現(xiàn)在你的房間里任意的地方村视。

沒錯(cuò)官套，智能手機(jī)能做的它都能做，而它能做的，智能手機(jī)有些永遠(yuǎn)做不到奶赔。智能手機(jī)干掉電腦是因?yàn)槟憧梢詫⒁慌_(tái)電腦隨身攜帶惋嚎，但是再怎樣隨身，你也只能停下來站刑，掏出手機(jī)瘸彤，間斷性的使用，而 AR 設(shè)備是真正的隨身笛钝，你所要做的只是與這個(gè)私人管家不斷交互质况。當(dāng)然，偶爾在想靜靜的時(shí)候玻靡，也可以讓它睡眠......

3. 做好 AR 的三個(gè)難點(diǎn)

然而结榄，美好的愿望之所以美好，是需要現(xiàn)實(shí)的殘酷來烘托囤捻，AR 技術(shù)之所以沒有 VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）那么受到追捧臼朗，是因?yàn)槠錅?zhǔn)入門檻極高。

AR 技術(shù)橫跨了多個(gè)領(lǐng)域蝎土，從計(jì)算機(jī)視覺视哑，到計(jì)算機(jī)圖形，再到光學(xué)顯示誊涯，是一個(gè)軟硬件準(zhǔn)入門檻都很高的技術(shù)挡毅。AR 設(shè)備需要通過各種傳感器，主要是攝像頭以及深度攝像頭暴构，讓機(jī)器感知到外界環(huán)境跪呈，并且理解外界環(huán)境，再生成出與外界環(huán)境融合的虛擬場(chǎng)景取逾，最后通過光學(xué)顯示設(shè)備將虛擬場(chǎng)景投到人的眼中耗绿。

這其中，一個(gè)難題是交互方式砾隅。智能手機(jī)托喬布斯先生的遠(yuǎn)見卓識(shí)和強(qiáng)大資源误阻，通過觸摸屏這一人性化的方式實(shí)現(xiàn)了交互，而 AR 設(shè)備則需要的更加自然的交互晴埂。

現(xiàn)有的方法有多種究反，有的通過手持設(shè)備實(shí)現(xiàn)，比如遙控器邑时，體感手套奴紧，但使用局限性太大；有的通過手勢(shì)識(shí)別晶丘，但作為以后一個(gè)常用設(shè)備黍氮，長(zhǎng)時(shí)間的手舞足蹈顯然是一個(gè)費(fèi)力的方式唐含；有的通過聲音語意解析，但許多場(chǎng)景靠聲音是無法精確交互的沫浆，而且保密性是個(gè)問題捷枯，可以作為一種交互方式但仍不能作為獨(dú)立的解決方案。

目前較為現(xiàn)實(shí)的交互方案是多元的专执，比如可以將交互界面投影到空中淮捆，像手機(jī)界面一樣，然后通過動(dòng)作識(shí)別去完成交互本股，比如通過眼球追蹤獲取人眼當(dāng)前聚焦點(diǎn)攀痊，并對(duì)聚焦畫面進(jìn)行解析≈粝裕總之苟径，交互方式仍然缺少一個(gè)成熟有效的解決方案。

解決交互的一種方式

另外一個(gè)難點(diǎn)在于虛實(shí)融合躬审。谷歌前幾年推出的 Google Glass 之所以被人詬病棘街，除了其可視范圍很小之外，一個(gè)重要原因就是并沒有實(shí)現(xiàn)虛實(shí)的融合承边。實(shí)際上遭殉，Google Glass 實(shí)現(xiàn)的只是將虛擬的物體投影到人眼里，當(dāng)人視野變化時(shí)博助，這個(gè)虛擬物體的投影并不能像真實(shí)場(chǎng)景中的物體一樣在畫面中發(fā)生變化险污。

為了實(shí)現(xiàn)好的虛實(shí)融合，需要在場(chǎng)景三維信息獲取翔始、跟蹤罗心、渲染幾個(gè)方面做大量工作里伯。AR 設(shè)備需要獲取周圍場(chǎng)景的三維信息城瞎，通過跟蹤獲取當(dāng)前人眼與環(huán)境的相對(duì)位置關(guān)系，并通過渲染將虛擬的物體結(jié)合現(xiàn)有場(chǎng)景和人眼的相對(duì)關(guān)系疾瓮，場(chǎng)景的光源信息等等真實(shí)的渲染出來脖镀，使之看上去像場(chǎng)景中一個(gè)真實(shí)的物體一樣。這其中狼电，涉及到的軟硬件技術(shù)繁多蜒灰，包括但不限于深度攝像頭、雙目測(cè)距肩碟、Visual SLAM强窖、重力加速計(jì)、陀螺儀削祈、photo-realistic rendering 等等翅溺。

最后一個(gè)難點(diǎn)是顯示技術(shù)脑漫。Google Glass 通過一個(gè)微型投影儀和反射棱鏡實(shí)現(xiàn)了最基本的近眼 AR 顯示，然而僅僅這樣是不夠的咙崎，最主要的是無法做到精密的調(diào)節(jié)投影儀的角度优幸，使投影的物體可以在不同深度和位置呈現(xiàn)不同的圖像。Hololens 和 Magic Leap 在顯示方面分別有其獨(dú)到之處褪猛，下期筆者會(huì)分享這兩家的部分專利進(jìn)行解讀网杆。

最后給大家附上一張列表，包括了現(xiàn)在涉足 AR 設(shè)備的廠家：