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增强现实头显发展全面回顾 苹果首款AR眼镜产品形态预测

发布时间:2020-06-22 07:24:16 所属栏目:点评 来源:互联网
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增强现实头显发展全面回顾 苹果首款AR眼镜产品形态预测

开始之前我们有必要先来了解一下什么是AR,以及快速回顾一下这些年增强现实头显设备的进化历程。

AR这个词现在越来越多的出现在科技新闻当中,AR是Augmented Reality增强现实的缩写,是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术。相信大家对VR一定很熟悉,他可以把你带到虚拟世界中,让你仿佛置身于另一个世界。那么AR则正好相反,他是将文字、图像、三维模型、视频等虚拟信息融入到我们看到的真实世界中作为补充,从而实现对现实世界的“增强”。

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(图 虚实融合的交互体验)

AR头显作为AR技术的载体,他的进化是一个不断实验、探索的过程。厂商们都在不断尝试各种可能的方案,利用当时可行的技术去实现理想中的AR体验。现在回望至今的AR头显发展历程可以总结为两个阶段,第一个阶段是由Google Glass所代表的第一代AR头显设备,第二个阶段则是由微软Hololens和MagicLeapOne所代表的第二代产品。

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(图 GoogleGlass)

Google Glass于2012年4月5日发布,他由位于镜框右侧的条状处理装置和前端的透镜组成,配备了一颗500万像素摄像头,可以拍照和录制720p 视频。Google Glass运行android操作系统,使用时需要通过蓝牙连接手机。用户通过语音和触控镜框的方式进行交互操作。

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(图 GoogleGlass触控交互)

Google Glass利用光学反射投影原理,微型投影仪先将影像投到反射屏上,然后通过透镜折射到用户眼中,实现了最基础的AR视觉叠加,但是缺点也显而易见,佩戴时,用户必须看向视野右上方的投影微光,才能看清图像,这可能会造成用户注意力分散,带来潜在的危险。同时由于没有搭载景深传感器,所以不具备环境探测的能力,可以理解为只是把简化的手机界面投射到眼前固定位置显示而已。不过Google Glass的推出绝对具有非凡意义,他率先实现了AR视觉投射,为日后AR头显的发展起到了启示作用,同时Google Glass也开创了可穿戴式智能设备的新门类:增强现实头显。

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(图 Hololens2)

微软公司先后于2015年1月22日和2019年2月24日发布了Hololens MR头显的一代和二代产品。Hololens的推出标志着增强现实头显发展进入到了新的时期,up主本人认为这其实才算真正意义上的增强现实头显,Hololens为当今AR头显设备树立了一个硬件标杆,定义了一款合格的AR头显应当具备哪些特质。概括一下可以总结为以下三点:一、使用光波导镜成像;二、具备环境探测能力;三、通过手势识别和眼动追踪方式进行交互。光波导镜的使用,使AR可视范围大幅增加,降低光传导损耗,并且缩减空间占用,可以将头显设计的更加轻薄,更接近传统眼镜的样式。环境探测是AR头显最为重要的能力,他直接影响AR体验的感受,增强现实的核心是营造虚实融合的体验,环境探测通过SLAM传感器扫描并重构用户周边的环境,创建三维模型,在此基础上,叠加的虚拟内容才可以像真实物体一样摆放在一个固定位置,并且视觉上呈现出近大远小、相互遮挡的效果,让人感觉他就是真实世界的一部分。Hololens利用双目相机+深度相机探测周边环境,这种方式有两个短板,一是需要多组相机传感器来实现环境检测,这样势必会让头显体积增大;二是由于相机对环境光照要求比较严格,所以无法做到全天候使用。

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(图 Hololens2在医疗方面的应用)

Hololens运行Windows10操作系统,采用了手势识别和眼动追踪的交互方式,实现了自然流畅的操作体验,用户可以和虚拟物体产生互动。

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(图MRTK开发工具库)

微软利用自身在开发工具领域的强大实力,为开发者提供了成熟的开发框架,开发者使用Unity或者虚幻引擎借助MRTK工具包,便可以快速的构建虚拟现实应用。

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(图MagicLeapOne)

MagicLeapOne发布于2017年12月22日,作为后起之秀,他的诞生可谓一波三折,经历了漫长的开发周期。Magic Leap创立于2011年,是一家专注研发MR混合现实产品的公司,但在很长一段时间里它们没有推出实际产品一度被戏称为画饼公司,导致了极其严重的信任危机,直到17年底才发布了首款产品MagicLeapOne,开发者版本更是等到18年才开始发货。MagicLeapOne在本质上并没有较Hololens进步多少,采用了相似的环境探测和影像投射方式,他和Hololens的最大不同是,他将计算部分从头显中分离出来,这样减轻了一部分头显的重量,用户佩戴相对舒适一些。但由于计算单元和头显是通过线缆连接,这就可能导致使用中出现缠绕等状况,佩戴起来不够简便优雅。

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(图MagicLeapOne Control手柄)

(编辑:广州站长网)

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