虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)背后的核心技術(shù)是什么?

首先揩悄,VR得益于三維游戲的發(fā)展卖哎,而AR收益于影視領(lǐng)域的跟蹤技術(shù)(video tracking)的發(fā)展。從技術(shù)門檻的角度來說删性,VR亏娜、AR和移動端重合的技術(shù)有:顯示器、運動傳感器蹬挺、處理器维贺、儲存&記憶、無線連接……所以在硬件上巴帮,這些都不是技術(shù)難點溯泣。

VR、AR的難點都在感知和顯示榕茧,感知是一種mapping垃沦,VR mapping的是一個lighthouse的空間或者PS camera mapping的一個交叉;在顯示上用押,VR如何精準(zhǔn)地匹配用戶的頭部產(chǎn)生相應(yīng)的畫面肢簿,AR則在這基礎(chǔ)上算出光照、遮擋等情況并讓圖像通透不干擾現(xiàn)實中的視線蜻拨。

而VR硬件的難點在于光學(xué)的鏡片技術(shù)位置追蹤技術(shù)池充,因為以前的移動端不涉及這些技術(shù)。

而AR的硬件難點在于顯示感知缎讼,顯示最大的難點在于accommodation收夸,因為用戶看見虛擬物體固定在2-3米的位置,而現(xiàn)實物體卻可以前后聚焦血崭,如果這時虛擬物體放在現(xiàn)實物體上卧惜,則會引發(fā)輻輳→用戶聚焦錯亂厘灼;而在感知上,即使是有Kinect是十幾年積累的hololens序苏,它已經(jīng)做到世界第一了手幢,可它的spatial mapping仍需要花費很多時間去掃描去建模捷凄,至限在狹小的室內(nèi)走來走去忱详,而在室外就完全失效了。

當(dāng)然跺涤,也因為這些技術(shù)的門檻匈睁,導(dǎo)致硬件價格居高不下。

正因為此桶错,AR行業(yè)一片冷寂航唆,而VR行業(yè)非常火爆院刁,因為VR的技術(shù)門檻比AR低一個數(shù)量級糯钙,VR更容易成功。


而從軟件角度來說退腥,現(xiàn)階段視覺上的難點比較多:

VR的核心技術(shù)是tracking(追蹤)CG(計算機圖形)任岸。三自由度的方向追蹤,六自由度的位置追蹤(見《追蹤設(shè)備的使用場景和覆蓋范圍有哪些局限狡刘?是否會影響VR可交互的空間的設(shè)計享潜?》)

而AR的核心技術(shù)主要是

計算機視覺(computer vision)


物體識別(object recognition)


包括人臉識別

區(qū)域識別

如果說廣義的VR和AR還包括其他的交互方式嗅蔬,比如語音識別(speech recognition)

手勢識別(gesture recognition)

最近上Stanford的CV課學(xué)到的幾個知識點搬上來——

AR要把虛擬物體整合(integrate)到現(xiàn)實環(huán)境中來剑按,它需要攝像頭來建立現(xiàn)實空間的坐標(biāo)系。

三種圖像配準(zhǔn)(image registration):

1. interest points(興趣點)


2. fiducial markers(基準(zhǔn)標(biāo)記)


3. optical flow(光流)

幾種圖形處理( image processing):


1. corner detection(角點檢測)


2. blob detection(斑點檢測)


3. edge detection(邊緣檢測)


4. thresholding(閾值)

根據(jù)上面的圖像配準(zhǔn)(image registration)和圖形處理( image processing)建立現(xiàn)實世界的坐標(biāo)系統(tǒng)(real world coordinate system)澜术。


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