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什么是VR,AR,MR和XR,有什么联系和区别?

泡咖 · 2022年02月21日

在谈论元宇宙时,我们经常会听到元宇宙需要建立在VR/AR技术之上,那什么是VR,AR?还有MR和XR又是什么?它们有什么联系和区别?我们一起来了解下

VR-(全称VitualReality,虚拟现实)

VR是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉等感官的模拟,有十足的「沉浸感」与「临场感」。俗话说就是,你看到的所有东西都是计算机生成的,都是假的。目前流行的VR设备就是Oculus quest2、HTC VIVE Focus 3、Pico neo3等等。

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AR-(全称AugmentedReality,增强现实)

AR又被成为增强现实,通过计算机生成的虚拟信息和图象叠加在现实世界中,可以通过智能手机,AR眼镜等电子设备进行体验,而且是基于真实的世界上,所以当用户进行交互体验时,旁人也可以看到他们面前发生了什么,最著名的AR游戏列如前两年风靡一时的神奇宝贝GO游戏了,游戏把精灵生成在现实世界中,玩家可以在现实世界捕捉这些精灵,于是无数玩家在街上找精灵。

手机上有很多应用都属于AR,但是人们往往不会「上纲上线」地把它们称之为AR。比如一些LBS(基于地理位置的服务)应用,当你打开应用,把手机摄像头对着某幢大厦,手机屏幕上便会浮现这个大厦的相关信息,比如名称、楼层等等。再比如现在大火的抖音特效,也算是AR应用,它实时地捕捉用户的头部,并把类似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」这些虚拟信息叠加于用户的头部。

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最早的AR眼镜设备是Google Glass。GoogleGlass允许你与周围环境交互时,将通过眼镜上的「微型投影仪」把虚拟图像直接投射到你的视网膜,于是乎你看到的就是叠加过虚拟图像的现实世界。
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MR-(全称Mixed Reality,混合现实,又称Hybrid Reality)

MR定义是: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,并且必须是「实时的」。MR的两大代表设备就是几微软的Hololens与Magic Leap。
那么高潮来了,大多数盆友分不清的应该是AR和MR,不妨让我们先看一张图吧。

 

XR- (全称Extended Reality,扩展现实)

扩展现实(XR)是一个术语,目前知道的人不多。扩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。换句话说,为了避免概念混淆,XR其实是一个总称,包括了AR,VR,MR。XR分为多个层次,从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界。
 

AR和MR该如何区分?

在上述定义下,AR往往被看做是MR的其中一种形式,因此在当今业界,很多时候为了描述方便或者其他原因,就把AR也当做了MR的代名词,用AR代替了MR。

再者,从业界鼓吹的概念来讲,AR和MR并没有明显的分界线,未来也很可能不再区分AR与MR,MR更多也只是Hololens和Magic Leap打出的噱头。但是现今所谓的「AR设备」与「MR设备」,从所应用的技术和显示效果上来说,还是稍稍有所不同的,所以我们这里还是讲讲这两类设备的区别(以Google Glass代表的AR设备与以Hololens与Magic Leap为代表的MR设备)。

为了好理解,我们就解释地通俗一点,有两点主要的不同。

第一,虚拟物体的相对位置,是否随设备的移动而移动。如果是,就是AR设备;如果不是,就是MR设备。

举个例子,戴上Google Glass,它在你的左前方投射出一个「天气面板」,不管你怎样在屋子中走动,或者转动头部,天气面板一直都在你的左前方,它与你(或者Google Glass)的相对位置是不变的,你走到哪,就把它带到哪,

而Hololens是怎样的呢,它也会在屋子墙壁上投射出一个天气面板,但是不同之处在于,不管你怎样在屋子中走动,或者转动头部,天气面板始终都在那面墙上,它不会由于你的移动而移动(这主要里涉及空间感知定位技术,SLAM,即时定位与地图构建,为其中最主要的之一,作用是让设备实时地获取周围的环境信息,才能精确地将虚拟物体放在正确的位置,所以无论用户的位置无论怎么变动,虚拟物体的位置都可以固定在房间中的同一个位置)。

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第二,在理想状态下(数字光场没有信息损失),虚拟物体与真实物体是否能被区分。

AR设备创造的虚拟物体,是可以明显看出是虚拟的,比如FaceU在用户脸上打出的虚拟物品、Google Glass投射出的随你而动的虚拟信息;而Magic Leap,用户看到的虚拟物体和真实物体几乎是无法区分的(这里主要涉及数字光场技术,Digital Light Field。AR设备使用二维显示屏呈现虚拟信息,因此真假很容易分辨;而MR设备直接向视网膜投射整个4维光场,所以用户从Magic Leap看到的物体和看真实的物体,从数学上是没有什么区别的,是没有信息损失的)。

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当然,「AR设备」与「MR设备」的界限不是绝对的(甚至说这种界限是企业YY出来的),这里把它们分为这两类,主要是让大家明白他们所应用的技术和达到的效果是有所区别的。AR设备未来也会使用SLAM、数字光场以及视网膜投射等技术(比如Google 的Project Tango),这时AR也就演化为MR了吧。

至于CR,是Magic Leap曾经宣扬的概念

说自己是Cinematic Reality,影像现实,意思是虚拟场景跟电影特效一样逼真。但是后来好像他们的发言人也把自己归做MR了。

还有一点很重要,就是Magic Leap并不是裸眼观看的,不要被曾经红极一时的「鲸鱼视频」误导,Magic Leap同样需要一个头戴显示器,「鲸鱼视频」应该是后期做的特效。人类希望能凭空看到一个虚拟物体,已经想了几百年了,各种科幻电影里也出现了很多在空气中的全息影像。其实想想本质就知道,这事从物理上很难实现的:纯空气中没有可以反射或折射光的介质。显示东西最重要的是介质。

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VR,AR,MR,XR之间的联系和区别在哪里?

一张图来说明:


总结:AR创建了一个覆盖在现实上的虚拟内容,但不能与环境交互;VR是让人沉浸在一个完全虚拟的环境中;MR是虚拟现实与现实的结合,它创造了可以与现实环境交互的虚拟对象。XR将所有这三种现实(AR、VR、MR)整合在一个术语下。

评论
元气大叔10
ar和mr有融合的趋势,界限越来模糊,目前来看,mr是ar的增强版,希望未来可以出现ar和vr融合的产品,可以随时在虚拟世界和现实世界中切换,哈哈~
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