科普｜“元宇宙”爆火，杭州灵伴科技带你分清AR、VR、MR和XR

毫无疑问 “ 元宇宙 ” 一词是今年的热词,随之而来的还有 AR、VR、MR 和 XR 等词。有人说 VR 就是元宇宙,也有人说 AR 才是,甚至以为 AR 就是 VR,就算分清了 AR、VR,当 MR 和 XR 出现时又开始迷惑。

今天就简单和大家分享一下,这 4R 之间的关系和区别,以及他们各自的关键技术点。

AR (Augmented Reality )

全称增强现实,是以真实世界为基础,把数字元素叠加到现实世界的对象和背景上。

体验 AR 时,第一视角看到的环境仍然是现实场景,但是在光学显示和算法等技术的加持下,人眼所见的现实场景中融入了虚拟内容。

例如,没有带上 AR 时你面前只有一张空空的桌子,但是带上 AR 眼镜后,桌子不仅在它上面还会出现了恐龙、月球等等东西(出现的东西根据软件设置显现,只是举例)

VR(Virtual Reality)

全称虚拟现实,重点是给人一种沉浸式体验,也被称为计算机模拟现实。

体验 VR 时,第一视角看到的环境和现实世界完全不同,带上 VR 眼镜之前你是坐在房间,但是带上 VR 眼镜后,你可以看到星辰大海也能看到宇宙太空,这一切都是通过头戴设备产生包括声音,图像及其他人体能够与感受到的媒介复制或创造出一个虚拟世界。

MR(Mixed Reality )

全称混合现实,将真实世界和虚拟世界混合在一起,来产生新的可视化环境,环境中同时包含了物理实体与虚拟信息。

说得再清楚一些就是,强调交互。MR 的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取并且必须是实时的。

XR(Extended Reality )

全称拓展现实,是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境。

扩展现实包括增强现实 AR,虚拟现实 VR,混合现实 MR 等多种形式。简单来说,XR 其实是一个总称,包括了AR,VR,MR。

从名词解释上来看,对 4R 应该有了一个初步的了解,但针对 AR 和 MR 之间的关系部分人可能仍有困惑。

AR和MR该如何区分?

从定义上来看,AR 和 MR 的区别重点在于 “ 实时的信息交互 ”,但是随着现在各企业对 AR 技术的追求, AR 和 MR 之间的分界线已经越来越模糊,目前大部分的 AR 能代表 MR,只是距离实现 MR 终极效果仍有一段距离而已。最初的 AR 设备 , 比如 Google Glass 带上它后,一块【虚拟面板】会投射到你眼前,不管你怎么走动或者转动头,这块【虚拟面板】都一直固定在你眼前的某个位置,走哪儿带到哪儿。

但是 MR 设备以 Hololens 为例 ,带上它之后,出现的【虚拟物体】会固定在某个你已经预设好的位置上,不管你现实中怎么走动或者转动头的位置,它都不会跟着你走,就像是你装修房间一样,它以虚拟的状态固定在哪儿了。

更重要的是,哪怕关掉 MR 设备,重启设备后这个物体仍在,不需要重新放置。

这一区别的产生就要提到一个能力——SLAM,即时定位与地图构建。它的作用是让设备能实时地获取周围的环境信息,从而达到将虚拟物体精确地放在某个位置。不过,目前大部分的 AR 设备基本都能拥有这一能力,比如杭州灵伴科技的 AR 眼镜在 SLAM 能力的加持下,较多应用在工业的 AR 实时标注上,从而实现远程维修指导等功能。

还有一个就是在非常理想的状态下,通过数字光场技术的处理,让虚拟物体与真实物体难以被区分。不过这个效果目前基本很难实现,哪怕是当初 Magic Leap 用“鲸鱼一跃“震撼了大众,但效果图和实际体验区别仍很大。

效果图

实际效果

节选自b站up主 老师好我叫何同学

SLAM 也好,数字光场技术也好,这些都是在技术成熟时能搭载在 AR 设备上的,所以说 AR 也可以是 MR,严谨一些,可以说 MR 是 AR 的理想终极状态。总结来看,最初对 AR 的定义是在现实场景中附加了一个虚拟内容,但虚实之间信息的交互能力较弱;VR 是让人沉浸在一个完全虚拟的环境中;MR 则是在 SLAM、声场、光场等技术的加持下,让现实环境能够与虚拟对象交互,而这是目前大部分 AR 企业都在逐步去实现的一个理想状态。XR 则是 AR、VR、MR 的集合,X完全可以看做是一个变量 。