AR 和 VR 的簡(jiǎn)史:將現(xiàn)實(shí)和技術(shù)合二為一

如今,在我們身邊存在不少高端的 VR 產(chǎn)品。隨著 Oculus Rift 和 HTC Vive 的產(chǎn)品開(kāi)始銷(xiāo)往全球消費(fèi)者,我們也步入了一個(gè)全新的 VR 世界。但是 AR 和 VR 卻不盡相同。在 AR 成為一個(gè)被大多數(shù)人所用的技術(shù)之前,它仍然還是在一些實(shí)物之上的幻想,但是當(dāng)這兩種技術(shù)成熟之后,AR 和 VR 在合適的時(shí)候集成,就可以發(fā)揮重大的作用。

如果追溯起 AR 和 VR 的根源,那會(huì)遠(yuǎn)超出現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的發(fā)明,被我們大家所熟知的頭盔式顯示器(HMD)是一個(gè)名為 Ivan Sutherland 的人設(shè)計(jì)出來(lái)的。早在1968年,在哈佛大學(xué)電氣工程的副教授 Sutherland 創(chuàng)建了「達(dá)摩克利斯之劍」的一個(gè)技術(shù)。他可以讓一個(gè)顯示的圖像懸浮在我們的眼前,讓我們能夠看到簡(jiǎn)單的線(xiàn)條,平面甚至立體 3D 的假象。

然而,美國(guó)的飛科公司聲稱(chēng)事實(shí)上是他們第一個(gè)創(chuàng)造出真正的頭盔式顯示器。在1961年就發(fā)明出這個(gè)設(shè)備,人們可以通過(guò)一個(gè)系統(tǒng)將一個(gè)房間所拍攝的畫(huà)面,在另外一個(gè)房間進(jìn)行觀(guān)賞。并且可以通過(guò)頭部運(yùn)動(dòng)來(lái)改變內(nèi)置的磁鐵,來(lái)調(diào)整攝像機(jī)的位置,這一成功的實(shí)驗(yàn)就是實(shí)現(xiàn) 「遠(yuǎn)程展示」的一個(gè)先例。

頭盔式顯示器的構(gòu)造適用于絕大部分的現(xiàn)代 AR 和 VR 技術(shù)。除了像 Sony 的魔法書(shū)游戲和愛(ài)寶貝游戲等娛樂(lè)功能之外,包括像諾基亞的鏡頭,頭盔式顯示器都是以 AR 技術(shù)為主,而 VR 只是在一個(gè)相對(duì)較封閉的環(huán)境,而被沒(méi)有像 AR 一樣,實(shí)現(xiàn)雙方交互。

AR 技術(shù)現(xiàn)已成功應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,但是僅僅只被少部分人群所接納,而能否對(duì)日常生活有所幫助,則被認(rèn)為是這項(xiàng)技術(shù)的衡量指標(biāo)之一。在 1991 年美國(guó)的空軍阿姆斯特朗實(shí)驗(yàn)室,為了使用遠(yuǎn)程操作而采用了 Louis Rosenberg 的現(xiàn)實(shí)混合技術(shù)。Rosenberg 在關(guān)于 AR 的后續(xù)研究中表明,他主要研究的是在虛擬物體上如何覆蓋實(shí)物:最常討論的就是 VR 在現(xiàn)代要如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。

真正意義上的實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù),是在 1998 年進(jìn)行的首次電視足球直播中,觀(guān)眾可以通過(guò)名為「第一和十」的系統(tǒng),生成的黃色的第一次進(jìn)攻線(xiàn),而觀(guān)看到直播的畫(huà)面。實(shí)際上這種技術(shù)是早先用于設(shè)計(jì)冰球,藍(lán)色的光環(huán)被用來(lái)展示冰球的位置,不過(guò)現(xiàn)在已經(jīng)不能滿(mǎn)足觀(guān)眾所想要的全景的視覺(jué)效果了。

在1999年,ARToolKit 發(fā)布了第一個(gè)由奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)的 Hirokazu Kato 所開(kāi)發(fā)的 AR 技術(shù),利用跟蹤一個(gè)開(kāi)源庫(kù),創(chuàng)建并覆蓋信息。ARToolKit 可以說(shuō)是第一個(gè)真正將 AR 技術(shù)帶入消費(fèi)層的實(shí)例,與移動(dòng)的軟件開(kāi)發(fā)工具包 SDK 在2005 年都被納入塞班系統(tǒng)。SDK 允許開(kāi)發(fā)者啟動(dòng)跟蹤功能,可以計(jì)算出攝像機(jī)相對(duì)于物理標(biāo)記的位置和實(shí)時(shí)動(dòng)作的軌跡。Android 和 iOS 所需的 AR 技術(shù)也是由 ARToolWorks 所提供的,所以總的來(lái)說(shuō),AR 技術(shù)的不斷創(chuàng)新無(wú)疑是一場(chǎng)科技革命。

一個(gè)來(lái)自于混合現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中的年輕工程師,一邊在南加州大學(xué)進(jìn)行學(xué)習(xí),一邊開(kāi)始研究自己的頭盔式顯示器。原先研究出來(lái)的簡(jiǎn)陋 VR 在1990年已經(jīng)漸漸被 Palmer Luckey 所制造的 Oculus VR 的原型給取代。這一重大發(fā)明吸引了人們的廣泛關(guān)注,尤其在游戲開(kāi)發(fā)社區(qū)領(lǐng)域,包括 id Software 的前首席技術(shù)指導(dǎo) John Carmack 和 Oculus 的 CEO Brendan Iribe 都認(rèn)為 Oculus Rift 即將成為消費(fèi)者認(rèn)可的標(biāo)志性的媒介。?

Oculus 憑借多方條件, 在 2012年 Kickstarter 平臺(tái)上成功舉辦了一場(chǎng)眾籌活動(dòng)。融資金額高達(dá) 243萬(wàn) 美元——遠(yuǎn)超于原定目標(biāo) 974%,這也證實(shí)了 Oculus Rift 正在從一個(gè)原始的 DIY 設(shè)計(jì)向一個(gè)被消費(fèi)者所需的產(chǎn)品演變的過(guò)程。在 2014 年 3 月,F(xiàn)acebook 宣布以市值 20 億美元收購(gòu)了 Oculus。同時(shí)給 Oculus VR 建立一個(gè)高調(diào)的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)以供研究的工作,還包括有內(nèi)部硬件和軟件開(kāi)發(fā)工作室,并希望可以在 Kickstarter 平臺(tái)上再次創(chuàng)建一個(gè)超乎想象的 VR 活動(dòng)。

當(dāng) Oculus VR 得到越來(lái)越高的呼聲的時(shí)候,谷歌選擇了另外一個(gè)研究的方向。2013 年 4 月推出了谷歌眼鏡的第一個(gè)原型,這是一款基于 AR 的游戲頭盔顯示器,它不僅能夠直接連接本地設(shè)備,還可以提示你手機(jī)上的信息。雖然現(xiàn)在谷歌眼鏡還沒(méi)有成為消費(fèi)者心中所期盼的那種有擁有突破性的裝備,但它確實(shí)燃起了許多人心中那團(tuán)火。在 2013 年之后的幾年時(shí)間里,我們看到了許多品牌都推出自己旗下的頭盔式顯示器,為的就是未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中能夠占據(jù)一席之地,包括谷歌、索尼和 HTC等。

然而就在 2015 年,微軟宣布將重點(diǎn)利用全息透鏡來(lái)研究頭盔式顯示設(shè)備的一項(xiàng)重大決定。微軟的這一重大決定更加說(shuō)明了AR 和 VR 之間關(guān)聯(lián)的重要性。微軟的頭盔式顯示器可以說(shuō)是集成了 AR 和 VR 兩種技術(shù)。人們?cè)?jīng)肯定無(wú)法想象自己可以通過(guò)遠(yuǎn)程的操作達(dá)到自己預(yù)期的想法:通過(guò)全息透鏡,配合使用 AR 技術(shù),會(huì)更加提升我們使用 VR 時(shí)的感覺(jué)。Facebook 表示以后將會(huì)把 AR 和 VR 的技術(shù)在單個(gè)設(shè)備得以應(yīng)用,再加上全息透鏡,未來(lái)十年里,我們就可以在家感受到完全不同的視覺(jué)體驗(yàn)。

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