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混合现实MR是一种什么技术?

MR技术,将虚拟世界和真实世界合成一个无缝衔接的虚实融合世界。

混合现实MR是一种什么技术?

增强现实(Augmented Reality, AR)是VR技术的延伸,能够把计算机生成的虚拟信息(物体、图片、视频、声音、系统提示信息等)叠加到真实场景中并与人实现互动。简而言之,就是“锦上添花”。在AR中,用户既能看到真实世界,又能看到虚拟事物。

混合现实(Mixed Reality, MR)是AR技术的升级,将虚拟世界和真实世界合成一个无缝衔接的虚实融合世界,其中的物理实体和数字对象满足真实的三维投影关系。简而言之,就是“实幻交织”。在MR中,用户难以分辨真实世界与虚拟世界的边界。

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MR技术发展现状

MR行业经过这几年的调整,跨过爆发期,进入调整期,存优除劣,逐步完善。在国际上,美国多部门部署VR研发计划,美国政府一直非常重视VR技术的研发与应用,国家科学基金会、国防部、国家航空航天局、交通部等部门均部署了一系列虚拟现实研发计划。在欧洲,欧盟H2020计划也开展了多项虚拟现实研究,主要研究方向涵盖虚拟现实硬件技术、虚拟现实软件技术、虚拟现实行业应用等,具体行业应用领域包括军事、国防、医疗、教育、房地产、体育、文化遗产等领域。

同时,MR技术所涉及的应用领域也在逐渐增加,MR技术与传统行业的结合,如MR+教育、MR+金融、MR+工业等等,也已经拥有了诸多成功的落地场景。

而在国内,经过近十年发展,我国的AR/MR产业已经日趋成熟,形成了包括江西地区在内的五大AR/MR核心产业聚集区,产业生态初步形成。目前,全国共有VR/AR/MR企业3000余家,上海市目前直接从事VR/AR/MR业,务的企业约200余家,1000万以上的注册资金在总比例当中占比约33%,加上间接从事或相关企业超300家。近3年来,上 海VR/AR/MR新

增企业数量已经超过历史注册的企业数量总和。

VR、AR、MR的区别

虚拟现实(Virtual Reality,VR)是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境,用户借助特殊的输入、输出设备,与虚拟世界中的物体进行自然的交互,从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。

增强现实(Augmented Reality,AR)将计算机生成的虚拟信息在真实场景叠加,从而实现对现实的“增强”,是一门综合了计算机图像、光电成像、融合现实、多传感器、图像处理、计算机视觉等多门学科的新兴技术。

混合现实技术(Mixed Reality,MR)是虚拟现实、增强现实技术的进一步发展,该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息,在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。

从显示形态上看,VR是全封闭式的,用户看到的所有信息都是计算机生成的,所以无法对真实空间的信息进行感知,带来的优势就是沉浸感更强。AR和MR都不是封闭式的,能对现实世界进行感知,主要有两种显示方式,一种是基于视频透视的显示方式,该方式看到的现实世界是通过摄像头采集到的,移动端常用这种方式;还有一种是光学透视的显示方式,通过透镜的方式直接看到现实世界,头显设备常用这种方式。AR和MR的主要区别在于虚拟信息,AR产生的虚拟信息,通常不与现实物体发生交互,仅作为信息展示,如在用户前方的右上区域显示天气信息;而MR产生的虚拟信息,能够与现实环境有深度交互,比如MR物体信息介绍,能够在物体正上方显示虚拟信息,而当用户移动时,该信息会一直固定在物体上方,成为了物体的一部分。

从技术形态上看,VR和MR需要与虚拟世界和现实世界产生交互,因此都需要对空间进行定位,从而获取到你在空间位置上的定位点(锚点),通过定位锚点来判断与哪些物体产生交互。而AR一般不需要定位技术,更多的是识别技术,通过识别现实场景物体显示虚拟信息,虚拟信息的空间位置并不需要和现实物体有交互关系。

通过以上的了解相信大家对AR、VR、MR有了新的认知,下面我们就MR来进行更深层的探讨。

MR的关键技术

No.1 VSLAM定位技术

即时定位与地图构建(Simultaneous Localization And Mapping,简称SALM)指的是机器人在自身位置不确定的条件下,在完全未知环境中创建地图,同时利用地图进行自主定位和导航。VSLAM采用相机作为主要的传感器,是目前的主流定位方案,主要解决未知环境下的跟踪定位问题。

No.2 双目立体显示技术

双目立体显示技术是看到虚拟三维立体物体的关键技术,主要通过计算机对人眼接收外界信息的方式进行模拟,产生同样的输出信息,从而使虚拟信息产生立体感。人眼在观看物体时,两只眼睛分别从两个角度来观看,看到的两幅画面自然有细微的差别,大脑将两幅画面混合成一幅完整的画面,并根据它们的差别线索感知被视物的距离。这就是双眼的空间定位,是人眼感知距离的最主要的手段。

为了使得计算机模拟的图像信息能够真实反映眼睛所看到的信息,北京创奇视界科技有限公司有自研的双目立体视觉标定算法,能够精确定位人眼观察到的信息在计算机生成信息的位置,从而渲染出更符合真实环境的图像信息。

No.3 实时交互技术

定位和显示技术主要是解决看的问题,能够正确的在现实世界叠加虚拟物体,而交互技术,能够解决和虚拟物体的交互,或是虚拟世界和现实的交互问题。主流的交互方式是手势和语音,相信未来会出现更符合MR交互的新形态。

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