前言:AR是什么
AR(增強現(xiàn)實)是指透過攝影機影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術,讓屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實世界場景進行結合與交互的技術。
——維基百科
上述定義表明了AR的特點:計算機生成的虛擬世界與現(xiàn)實結合、可交互。
更常見的解釋是,借用“屏幕”,在現(xiàn)實世界中使用計算機生成的信息(文字、圖像、三維模型、視頻等)對實物進行信息疊加,并可以與人進行實時交互。
AR簡史
1
AR的誕生與探索階段
1901年,L.Frank Baum在小說”The Master Key”中提到AR一詞。
1962-1974年,該部分的歷史與VR的歷史重合度較高。
具體可以參考:VR簡史
因為在這個時期,兩者尚未被明確區(qū)分,走在相同的發(fā)展方向。在這個時期,較大的幾個節(jié)點事件為:
1
“Sensorama”的出現(xiàn)
莫頓·海利格(Morton Heilig)制作出命為“Sensorama”的多通道仿真體驗系統(tǒng)原型機,是世界上第一臺具有“虛擬現(xiàn)實思想”的裝置,雖然沒有交互的功能,但是他仍然被認為是提出并實踐“沉浸式vr系統(tǒng)”概念的先驅者。有趣的是,該設備的設計者是秉承著制作一個擁有更豐富體驗的影像觀看設備,本質上,這個原型機也可以被認為是4d影院的初始版本。
2
達摩克利斯之劍操作演示
伊凡·蘇澤蘭(Ivan Sutherland)主持設計和開發(fā)了人類第一個帶跟蹤器的頭戴式立體顯示屏(Head Mounted Display)“達摩克利斯之劍”,是人類歷史上最早的可交互的虛擬現(xiàn)實設備。
3
Videoplace操作演示
Videoplace 項目的出現(xiàn),被譽為是體現(xiàn)了早期AR思想的案例,該項目創(chuàng)建了一種數(shù)字互動環(huán)境,使人可以與虛擬對象進行互動。
4
第一個可穿戴式的ar系統(tǒng)設備
1974年,Steve Mann創(chuàng)造了世界上第一個可穿戴式的ar系統(tǒng)設備。
可以在照片上疊加影像,可以理解為現(xiàn)在的光繪。在真實的世界上進行虛擬信息的疊加與結合,將電子信號進行可視化并疊加在顯示世界中。
ar系統(tǒng)設備原理演示
信號可視化后疊加在現(xiàn)實世界中的效果
5
1982年,Dan Reitan和他的團隊首次在電視上使用了AR技術,將天氣相關的信息圖疊加在地球的圖像上,輔助電視上的天氣廣播工作。
6
1990年 -增強現(xiàn)實(augmented reality)這一術語正式誕生。
波音研究員湯姆·考德爾(Tom Caudell)在一篇論文里用“增強現(xiàn)實”這一術語描述“將計算機呈現(xiàn)的元素覆蓋在真實世界上“的技術。文中還討論了AR比VR好的地方,闡述了AR的優(yōu)點。湯姆和他的同事的主要工作是開發(fā)頭戴式顯示系統(tǒng),以使工程師能夠使用疊加在電路板上的數(shù)字化增強現(xiàn)實圖解來組裝這個電路板上的復雜電線束。
7
1992年,路易斯(Louis Rosenberg)在美國空軍實驗室開發(fā)了第一個完全沉浸式的ar系統(tǒng)——Virtual fixture
Virtual fixture系統(tǒng)及畫面
無信息疊加的原畫面與有數(shù)字信息疊加的AR系統(tǒng)畫面
8
Steven Feiner,Blair MacIntyre和Doree Seligmann組成的哥倫比亞大學團隊提交了一篇論文,講述的是該團隊進行建立的一種ar系統(tǒng),叫KARMA(Knowledge-based Augmented Reality for Maintenance Assistance).(基于知識的增強實境維修支援)是一個基于HMD設備,提供維修和維護知識的ar系統(tǒng)。
左為使用情景,右為透過KARMA看到的維修畫面,紅線為疊加上去的計算機圖像
9
1996年,創(chuàng)建了Cyber Code,這是第一個使用2D標記的AR系統(tǒng)。
10
1997年,哥倫比亞大學開發(fā)了一個室外的移動增強現(xiàn)實系統(tǒng)Touring Machine。項目負責人表示,Touring Machine這個項目關注的是用戶界面相關的內容,而不是尺寸大小。
圖右為透過設備參觀時看見的畫面,在真實環(huán)境中顯示兩個小旗子
11
1998年,美國橄欖球聯(lián)盟比賽首次在現(xiàn)場直播當中使用了ar技術,實現(xiàn)將橄欖球隊的“第一次進攻”黃線在電視屏幕上的可視化。(具體效果類似于國內游泳比賽直播時,賽道上會出現(xiàn)選手信息的方式)
早期的直播效果類似國內游泳直播中的效果
12
1999年,steve mann開發(fā)了Eyetap設備,該設備可以在現(xiàn)實世界中疊加文本信息。
eyetap的演示效果
和谷歌之間的傳承關系
13
1999年,美國宇航局的x-38飛機使用特殊的AR儀表板進行導航。
2
ARToolKit的出現(xiàn)標志著AR開始離開實驗室,走向大眾
1
ARToolKit的實際效果,通過識別圖中黑色方塊卡片,將計算機圖像-小山疊加在卡片上
2000年,加藤弘一(Hirokazu Kato )教授和 Mark Billinghurst 共同開發(fā)了第一個 AR 開源框架:ARToolKit。
ARToolKit 的出現(xiàn)使得 AR 技術不僅僅局限在專業(yè)的研究機構之中,許多普通程序員也都可以利用ARToolKit 開發(fā)自己的 AR 應用。
2
2000年,Bruce Thomas等人發(fā)布AR-Quake,是世界上第一款戶外ar游戲。
左為通過設備看見的虛擬角色
3
為智能設備引領方向的ar系統(tǒng)
2003年,Wagner和Schmalstieg在“個人數(shù)字助理”(‘personal digital assistant’)上展示了第一款掌上AR系統(tǒng),這為智能設備上的AR引領了方向。
3
AR的商用階段
1
2008年,ar開始被用于商業(yè)用途,如寶馬mini的雜志廣告。
2
2012年,谷歌推出了Google Glass。雖然該產品雖然褒貶不一,但是現(xiàn)在回頭看,Goole Glass具有里程碑式的意義,因為這個產品讓更多人了解到ar這項技術,燃起了公眾對ar的興趣。
谷歌眼鏡1.0
3
2015年,微軟推出了HoloLens,這款產品也被譽為是當前體驗最好的AR 設備。
HoloLens 的場景
HoloLens 1.0 的實際操作效果演示
4
2015年,工業(yè)AR眼鏡公司0glass成立,2016年5月發(fā)布國內首款墨鏡式雙目一體機AR眼鏡0glass Pro2,同時發(fā)布國內首款AR引擎NginABC;2017年5月發(fā)布國內首款基于intel平臺的AR眼鏡0glass danny;這兩款工業(yè)級AR眼鏡的出現(xiàn)引發(fā)了行業(yè)的高度關注。
0glass danny
2016年,尚未有產品的AR公司Magic Leap獲得巨額融資,引發(fā)公眾關注。
傳奇獨角獸公司Magic Leap 是 AR 領域最著名的創(chuàng)業(yè)公司。該公司通過一段宣傳視頻引發(fā)公眾對ar技術的期待。雖然視頻中大多不少場景被認為不切合實際情況,但不影響該公司在2016年獲得一輪7.935億美元的C輪融資。
上述的事情其實與VR歷史中Facebook收購Oculus有一樣效果,都是讓公眾好奇這個公司到底靠什么技術獲得巨額資金,從而引發(fā)關注的熱潮。
5
2017年,蘋果發(fā)布了ARkit,將iphone打造成最大的ar平臺。谷歌發(fā)布arcore。至此,基于增強現(xiàn)實的應用程序開始飛速發(fā)展,商業(yè)化程度不斷提升。
結語
其實,簡單的看AR的發(fā)展過程,可以了解到一個有趣的事實:VR與AR本就是一家,只是后來選擇了不同的方向。
AR其實以很多種形式存在于我們身邊。只要是符合“將計算機制作的畫面與現(xiàn)實融合,且可以實時互動”的定義,其實就是AR。從微軟和谷歌的產品形態(tài)中,多多少少是能看到一些前人研究成果。
最常見的AR反而很貼近我們的日常生活,那些自拍軟件里的貼紙圖案,其實就是一種AR。AR相比VR有其優(yōu)勢,就像湯姆·考德爾(Tom Caudell)在論文中討論的那樣,AR對設備依賴更小,需要渲染的物體更少,對計算機的要求更低。
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原文標題:AR簡史(1901-2019)|0glass低調分享
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