VR和AR核心技術分別是什麼?兩者有什麼不同?

看着很酷炫,應該很有應用前景。背後用的是計算機視覺(computer vision)和深度學習的技術麼?還是用的3D建模的技術?



王星傑,鏡子科技實習生 工業設計 虛擬現實從業者:

我個人因爲只會一些皮毛,所以只能大致的說說。

建模是需要的,各種優化措施和貼圖材質都是很關鍵的。
但是模型及美術不是關鍵,關鍵的是輸出這些畫面的硬件和其內部的各類檢測算法。
目前看來Magic Leap的硬件設備是一個移動主機加眼鏡,移動主機的出現使得眼鏡的設計更爲輕鬆,不像Hololens那樣高科技的設計。

VR和AR背後的核心都是計算機圖形學,您說的建模也是屬於這其中的。
 
Rocky,O.S.G 開源智能眼鏡, Frog 前創意總監:

好吧,改題了,那就來補充一下。
AR 和 VR 是兩個不同的概念。題主說的Magic Leap自己提了個HR還是MR的概念,就是混合現實。個人以爲——“別以爲你換個馬甲我就不認識你了!” 本質上其實就是AR。

首先說一個基本概念,如果說VR硬件製造的難度等同造汽車,那麼AR硬件的製作難度就等同於造宇宙飛船。爲啥等我慢慢細說~

VR主要的核心點在於三個
1. 全視角的虛擬畫面。這個就像你用IPHONE拍全景圖一樣,要生成一個實時動態的360度可見的世界,所謂的虛擬世界就是這麼個基礎。這個目前來說,通過既有的3D遊戲引擎可以輕鬆實現。

2. 虛擬世界和現實世界的同步。這個東西聽起來比較玄妙,其實原理不難。首先了解用戶頭部或者眼部的旋轉動作,如果有偵測行走的,還需要偵測行走距離,然後快速、準確的反應到虛擬世界中去。比如腦袋轉了半圈,那麼虛擬世界中畫面也要轉相應的角度,這個是目前VR領域最最重要的。人們常說戴上VR頭盔、眼鏡時候有眩暈感,這個眩暈感就來自於不同步。但技術並不是什麼高大上的技術,綜合來講,就是九軸動作感應器和相應的算法,難的是快、準。

3. 控制。這個各家有各路,有些是遊戲手柄,有些是體感手柄,不細說了~

當然還有一些顯示部分的,屏幕分辨率與放大鏡片,但因爲不需要考慮太多現實環境制約,各家沒什麼大區別。還有一些物理尺寸制約什麼的。就不講了。

轉到AR,就是個技術巨坑了,AR的重點在於和現實世界疊加的顯示。那麼

STEP1:
感知和分析現實世界,要在對的位置顯示對的內容,那就涉及到計算機視覺,深度傳感器,gps等等,目的就是要讓機器看懂你看到的絕大部分環境。這個就是微軟Hololens和Magic Leap比最早google glass的高明之處。

STEP2:
基於第一步之後的近眼現實疊加,那麼就有兩個點,AR設備不可能像VR設備一樣不再介意個頭大小。那麼就帶來一系列的問題,在最短的距離裏實現虛擬畫面。

光學反射,早期的Google glass就是基於光學反射,有點混合了投影、反射式望遠鏡的原理,基本能實現3米外40寸左右的畫面,但也只能在這個大小和距離,那就無法真正把信息疊加到對的位置。這是目前唯一有量產的技術,這個也是O.S.G 開源智能眼鏡的光學顯示起點。

光柵衍射,這個是Lumus的技術,通過分割畫面後多次反射,實現更薄更小的顯示。但製造精度要求高。至今也沒有量產。

光場技術,光場技術簡單通俗的來說。就是通過運算出不同景深的圖像。通過對人眼焦距的分析,通過投射的方式讓用戶看到的虛擬畫面跟真實畫面在視覺上看起來是一致的。簡單的來說,就是類似昆蟲複眼的成像方式。目前只有nvidia的研究項目pinlights display有演示過。

還有一些其他的技術,就不細談了

張京,UI設計師:

背後都必須有強大的技術驅動,必須包含幾種關鍵技術:

1、環境建模

即虛擬環境的建立,目的是獲取實際三維環境的三維數據,並根據應用的需要,利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。

2、立體聲合成和立體顯示技術

在虛擬現實系統中消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關性,同時在複雜的場景中實時生成立體圖形。

3、觸覺反饋技術

在虛擬現實系統中讓用戶能夠直接操作虛擬物體並感覺到虛擬物體的反作用力,從而產生身臨其境的感覺。

4、交互技術

虛擬現實中的人機交互遠遠超出了鍵盤和鼠標的傳統模式,利用數字頭盔、數字手套等複雜的傳感器設備,三維交互技術與語音識別、語音輸入技術成爲重要的人機交互手段。

5、系統集成技術

由於虛擬現實系統中包括大量的感知信息和模型,因此係統的集成技術爲重中之重:包括信息同步技術、模型標定技術、數據轉換技術、識別和合成技術等等。


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