前景光明方向待定 增强现实技术的是与非

  • 来源:新潮电子
  • 关键字:虚拟现实,VR技术
  • 发布时间:2016-06-25 10:00

  时下最火热的莫过于各个厂商都在热推的虚拟现实VR技术,通过这种具备沉浸式体验的技术,厂商们能够让消费者获得更贴近真实的视觉体验。不过,由于VR技术需要用户完全沉浸在虚拟的环境中,因此必须在较小的环境中进行使用,同时还要注意安全等问题。与之相比,将真实环境与虚拟环境叠加在一起的增强现实AR技术就具备更多的实用性,虽然其实现的前提是拥有足够的数据,但在当前这样的大数据时代来说,一切都并非难题,所以未来将会是厂商们力推的重点。

  AR技术将覆盖生活的方方面面

  对消费者来说,不管是什么技术,最终落到实处并能带来实在便利性的技术就是好技术。因此AR技术是否成功将取决与厂商利用这项技术的程度。至少从目前来看,AR技术在导航、生活服务、游戏以及教育方面都有着巨大的优势,这些优势在当前看来几乎都是无法被取代,下面我们就分别进行讲解。

  首先是导航服务,对消费者来说,现在使用智能设备进行导航是十分普遍的事情,但在完全的陌生的环境中,即使有平面地图的辅助,有些用户还是无法尽快地找到正确的路径,这时就需要AR技术的支持了。在导航服务中,一般会有街景视图的选项,虽然这是由服务商提前拍摄并录入到网络上去的,但用户完全可以通过对图像的比对找到正确的路径,这就是AR技术实现的契机之一。在此基础上,应用开发商又进一步升级了服务,只需用户开启摄像头,并将建筑和道路纳入取景框,应用就可以在提前录入网络的数据中进行比对,快速找到正确的路径,同时还会给出相应的提示。类似的操作还可以被延伸到旅行方面,叠加在真实环境上的虚拟信息层将会给用户更多的提示,包括景点的信息等,可以让旅行变得更为简单,省去额外的导游等费用。以上就是将AR技术应用于导航应用的简单原理,而在此基础上,还可以将AR技术扩展到生活服务。

  在生活服务中,应用厂商又将LBS定位加入到应用中,这样,当用户在进行导航或搜索时候,根据定位,设备会将周边的生活服务类信息显示出来,如餐厅、商铺、银行、加油站及超市等位置信息,如果更进一步,还可以将打折、团购等优惠信息显示出来。显然,在此类应用中,海量准确的数据是实现AR技术的关键,但现在已经有各种应用基本达到了用户的需求,因此其前景还是可以预测的,这些源自互联网的技术和应用,对繁荣实体经济还是有着巨大的推进作用,这也是互联网企业的终极目标之一。

  在游戏方面,AR技术能够在真实的环境中,创建一个基于游戏本身的虚拟层,这样,用户就无需脱离真实环境来进行娱乐,更重要的是,无需购买价格昂贵的硬件来搭建虚拟环境,也无需背负沉重的VR设备,在安全性和游戏体验方面有着极大的提升,使用在一定程度上超越了环境的限制,这对用户,尤其是国内的年轻用户群体来说,现实的意味更加浓厚。

  最后是在教育方面,我们从小到大需要学习相当多的知识,抛去相对抽象的部分,一些具象化的知识往往是文字或者图片无法充分表达出内涵的,举例来说,当讲解一些地理知识时,一段如身临其境的沉浸式体验,总是好过干瘪的一段文字描述或一张简单的图片。又例如文学中的一些咏景篇章,没有真实的环境,怎么可能体会到不朽文学作品诞生时的情景。在现实中,出于时间和成本方面的因素,教育机构是不可能将学生带到真实环境中进行进行体验的,于是这个时候,就是AR技术能大显身手的时刻。通过AR技术,用户能够将一些具象化的东西呈现出来,从而获得如身临其境的沉浸式体验,不受环境、成本的限制。而在呈现这些东西的同时,一些原本在更高层面的技术也可以被转换过来使用,如全息投影技术,在教育这种用途上,全息投影技术能够将更真实的东西呈现出来,而无需用户佩戴碍事的头盔。对用户来说,这种技术在学校或博物馆中的应用将会十分具有吸引力,尤其是在国内这种注重教育市场的环境中。

  AR技术当前面对的难点

  对时下的厂商而言,AR技术似乎已经开始走向成熟,但事实远非我们见到的那么乐观。在使用层面上,AR技术还面对着硬件性能、图像识别、跟踪定位、网络速度以及功耗等一系列的难题。下面我们就从现实的角度对这些难题进行分析首先是硬件方面,在一个典型的AR系统中,有处理子系统、显示子系统和交互子系统三个部分,在处理子系统中,由于需要担负起建立虚拟模型以及渲染虚拟场景的人任务,因此其性能要求足够强大。由于目前的AR技术基本应用于移动场景中,因此其小型化是一个重点的难题。而在显示子系统中,由于AR技术本身的特性,因此虚拟场景是建立在真实环境之上的,因此其显示设备会有特殊的要求,能让用户既可见到真实环境,也能看到叠加在其上的虚拟环境,这种高要求就使得显示子系统的成本极高,成为普及路上的一个重大障碍;另外,如果用户希望在大场景下使用AR技术,全息投影技术就是惟一的选择,这项技术在当前不仅不成熟,而且还存在诸多应用上的限制,因此,如何成熟全息投影技术和将其小型化又是另外一个难题。最后是交互子系统,在增强现实的环境下,如何实现便捷的交互也是问题之一,语音、触控、动作感应等操控方式都存在这样或那样的局限性,因此如何将科幻电影中那些炫酷的操作方式移植过来也是重点之一。

  在图像识别方面,包含的不仅仅是人脸检测这样简单的问题,还涉及到物品识别、手势识别、自然场景识别等一系列问题,其中部分识别功能又会涉及到人工智能方面,因此其算法更加复杂,至少在当前技术水平下,几乎不能做到理想状态下的目标,因此这也是一项需要长期奋斗的目标。在跟踪定位方面,包含了硬件层级和视觉层级两个方面,在硬件层级上,所谓的跟踪定位实际上通过各种传感器来实现的,包括机械式跟踪器、电磁式跟踪器、超声波跟踪器、惯性跟踪器以及光学跟踪等,实现相对简单,其精度取决于硬件质量和成本。而视觉层级则相当复杂,不仅会涉及到感应装置,还牵涉到各种算法和采样精度,因此在当前算法没有大幅度优化前,AR技术的演进也会受到影响。

  网络速度现在其实并不是AR技术实现的难点之一,在这个问题上,难点是用户如何在互联网上海量的数据中进行快速的搜索和匹配,这一点同样也是受到算法、采样精度等因素的影响。在这个部分,还存在一个不可预知的变量,那就是人为因素的影响,如在导航的过程中,某地段的建筑正在维修或更换了外墙的颜色,就有可能导致最后的搜索结果出现偏差,所以在这里如何做到数据的实时更新和标签的实时更新也是重点之一。功耗也是目前AR设备需要面对的重点难题之一,由于具备了高性能的组件,这也代表着其功耗将会是一个可观的数字,同样鉴于乖AR技术基于移动应用的现状,因此这对电池技术提出了相当高的要求。但问题的关键在于,目前的电池技术已经在很长的一段时间里没有取得突破性的进展,在电池容量、体积等方面还存在不足,因此控制AR设备的功耗也是将要攻克的技术难题。

  已经更新的AR技术和产品

  虽然我们之前提到了那么多的技术难题,但现在已经有厂商正在克服困难,通过一系列带有验证意义的产品来推动AR技术的发展,这对想要涉足AR产业的其他厂商具有更多的参考意义。

  首先是著名的互联网厂商谷歌,之前谷歌推出的谷歌眼镜项目本质上就是一个基于AR技术的硬件产品,这个产品在部分层面上解决了显示、交互以及功耗上的难题。同时借助于谷歌成熟的搜索引擎技术,谷歌眼镜能在海量的互联网资源中快速地检索用户想要获知的内容。不过这个项目最终夭折的原因有很多,成本控制是一个方面,使用道德是一个方面,应用场景不够丰富又是另外一个方面,虽然呕血可惜,但谷歌眼镜项目还是为众多的后来者指示了方向,其积累的经验会在相当长的一段时间里影响AR产业的发展。

  接下来是芯片巨人Intel,在进入移动互联网时代后,Intel的反应总是略显迟钝,从智能手机芯片到各种现实技术,似乎总是慢人一步。但是慢并不代表毫无反应,之前Intel就已经开始布局实感技术(Intel RealSense),虽然名称不同,但其本质上就是AR技术的一种,最早是通过手势识别来实现部分功能,后来的具象化产品就是RealSense摄像头,虽然名为摄像头,但通过集成在内部的各种传感器,RealSense摄像头能够在3D扫描、距离感知等方面让其他设备显得更加智能化,到目前为止,Intel正在开发基于RealSense摄像头的增强现实头盔、可穿戴健身追踪器、智能珠宝及无人机等产品,Intel的布局十分宏大,但未来的前景还需要进一步观察。

  软件业巨头微软也是AR技术领域的弄潮儿之一,其推出的HoloLens全息眼镜也是基于AR技术的产品,其本质有些类似与谷歌眼镜,但在具体应用上略微不同。HoloLens渲染出的各种全息影像能和用户互动,可以完美地融入真实的生活场景,会随着人视角的移动、手势的操控而发生相应的改变,看起来就好像真实存在的实体一样。从某种层面上来说,微软HoloLens实际上是融合AR技术和MR技术(介导现实或混合现实)的产品,较之前其他厂商的AR设备在交互和显示方面有着明显的进步。电池方面可能是目前HoloLens全息眼镜容易为人诟病的系统组件,虽然拥有极大的容量,但却只能支持约2小时的续航时间,这在未来还有很大的进步空间。

  Magic Leap又是另外一种形态的AR设备,虽然被炒得火热,但直到目前Magic Leap仍然没有实体产品出现。不过其技术原理倒是可以根据公开的资料进行查询。从某种程度上来看,Magic Leap采用的是全息投影技术,这更像是基于MR技术的改良产品,现阶段产品具象化的难度极高,但却是未来的重点发展方向之一。虽然并无产品可供参考,但消费者可以通过类似通过投影进行交互的智能手环这样的产品想想其可能带来的市场热潮。

  AR总结

  时下各种现实技术如火如荼,各种厂商似乎都想赶在这波浪潮到来时取得不错的市场份额。但是,对国内厂商来说,由于核心技术的开发难度以及技术标准的不同,想赶在时代的浪潮上还存在极大的风险。对各种基于AR技术的创业团队来说,找到现实的盈利模式和关键的用户痛点显得尤为重要,只有保证了自己的不可替代性,才能在未来的市场上占有先机。现在已经不是能通过几个漂亮的演讲就能获得机会的时代,纸面上的产品和技术最终还是需要能够打动投资人和消费者。

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