AR/VR的區(qū)別是什么，虛擬現(xiàn)實的關鍵技術

　　虛擬現(xiàn)實技術（英文名稱：VirtualReality，縮寫為VR），又稱靈境技術，是20世紀發(fā)展起來的一項全新的實用技術。虛擬現(xiàn)實技術囊括計算機、電子信息、仿真技術于一體，其基本實現(xiàn)方式是計算機模擬虛擬環(huán)境從而給人以環(huán)境沉浸感。

　　所謂虛擬現(xiàn)實，顧名思義，就是虛擬和現(xiàn)實相互結合。從理論上來講，虛擬現(xiàn)實技術（VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術就是利用現(xiàn)實生活中的數據，通過計算機技術產生的電子信號，將其與各種輸出設備結合使其轉化為能夠讓人們感受到的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可以是現(xiàn)實中真真切切的物體，也可以是我們肉眼所看不到的物質，通過三維模型表現(xiàn)出來。

　　因為這些現(xiàn)象不是我們直接所能看到的，而是通過計算機技術模擬出來的現(xiàn)實中的世界，故稱為虛擬現(xiàn)實。

　　同時，虛擬現(xiàn)實具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統(tǒng)。

　　最后，它具有超強的仿真系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了人機交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環(huán)境最真實的反饋。正是虛擬現(xiàn)實技術的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了許多人的喜愛。

　　發(fā)展歷史

　　1、第一階段（1963年以前）有聲形動態(tài)的模擬是蘊涵虛擬現(xiàn)實思想的階段

　　1929年，EdwardLink設計出用于訓練飛行員的模擬器;1956年，MortonHeilig開發(fā)出多通道仿真體驗系統(tǒng)Sensorama。

　　2、第二階段（1963—1972）虛擬現(xiàn)實萌芽階段

　　1965年，IvanSutherland發(fā)表論文“UltimateDisplay”（終極的顯示）;1968年，IvanSutherland研制成功了帶跟蹤器的頭盔式立體顯示器（HMD）;1972年，NolanBushell開發(fā)出第一個交互式電子游戲Pong。

　　3、第三階段（1973—1989）虛擬現(xiàn)實概念的產生和理論初步形成階段

　　1977年，DanSandin等研制出數據手套SayreGlove;1984年，NASAAMES研究中心開發(fā)出用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器;1984年，VPL公司的JaronLanier首次提出“虛擬現(xiàn)實”的概念;1987年，JimHumphries設計了雙目全方位監(jiān)視器（BOOM）的最早原型。

　　4、第四階段（1990年至今）虛擬現(xiàn)實理論進一步的完善和應用階段

　　1990年，提出VR技術包括三維圖形生成技術、多傳感器交互技術和高分辨率顯示技術;VPL公司開發(fā)出第一套傳感手套“DataGloves”，第一套HMD“EyePhoncs”;21世紀以來，VR技術高速發(fā)展，軟件開發(fā)系統(tǒng)不斷完善，有代表性的如MultiGenVega、OpenSceneGraph、Virtools等。

　　什么是VR的核心準則？

　　如何將事物更全面、更真實、更廉價的呈現(xiàn)在人類感知中，始終是促進人類表達的歷史的主要動力，為此我們發(fā)明了文字和繪畫。隨著技術的進步，電子科技再一次承載了這一夢想，同時也永久性的改變了人類表達的習慣。通過繪制技術的提升，我們不單單可以呈現(xiàn)表現(xiàn)自然，甚至可以在繪畫中增加自己的情感。對于繪畫的接受者來說，「重現(xiàn)」只是內容呈現(xiàn)的基礎，引起生理和心理的共鳴才是最大的需求，「沉溺」很好的表達了這種需求的正當性。

　　無論是17世紀的的全景畫還是越來越逼真的電子游戲，技術始終從各個方面推動了人類的表現(xiàn)能力，當技術達到了人類對世界的感官認識的最低要求的時候，虛擬現(xiàn)實——VR就出現(xiàn)了。所以VR的核心準則就是：使用技術手段，盡可能地滿足人類的感官，最終達到甚至超越人在自然世界的感官效果。這種感官認識能力是人作為一個完整的接收設備，對自然的認識能力，包括了視覺、聽覺甚至整個身體的感受能力。

　　AR、VR的區(qū)別是什么？

　　目前來說VR產業(yè)指的是虛擬現(xiàn)實產業(yè)，通過頭戴顯示器和交互設備將用戶和現(xiàn)實割裂開來，讓用戶在虛擬世界中可以獲得一個獨立的完整的體驗。

　　而AR（現(xiàn)實增強）的核心內涵是現(xiàn)實和數據的疊加。即是讓用戶在現(xiàn)實世界使用設備保持觀察現(xiàn)實世界的同時，對現(xiàn)實進行標記，并對標記內容增加數據展示、視頻播放和可互動內容展示，并通過計算視覺（攝像頭）、手柄等設備在真實世界中，獲得服務或進行游戲。AR對于用戶來說就是視覺在現(xiàn)實世界的增強。通過AR設備，將現(xiàn)實世界網絡化服務化。AR產品一般分為反射式和視頻式，長期作為軍用設備被廣大愛好者所熟知。

　　視頻式可以看做AR設備和VR設備的一次整合，這類設備一般使用近距離顯示設備展示信息，用外置攝像頭采集信息。

　　當然如果VR產業(yè)能茁壯成長的話，那么我認為未來還會有另一層面含義的VR+AR的模式，即是機器人為介質的整合，這個將在未來的篇幅中進行討論。

　　MR即所謂的混合顯示是我不建議使用的詞匯，因為凡是MR的模式，首先必然是AR模式的，這個詞更多的是一種狀態(tài)的描述，當用戶使用AR設備時，必然將數據服務和現(xiàn)實世界的現(xiàn)實進行了疊加，即是MR形態(tài)。所以，把MR作為一種獨立的形態(tài)來提出是不合時宜的。

　　虛擬現(xiàn)實的關鍵技術主要包括：

　　1、動態(tài)環(huán)境建模技術

　　虛擬環(huán)境的建立是VR系統(tǒng)的核心內容，目的就是獲取實際環(huán)境的三維數據，并根據應用的需要建立相應的虛擬環(huán)境模型。

　　2、實時三維圖形生成技術

　　三維圖形的生成技術已經較為成熟，那么關鍵就是“實時”生成。為保證實時，至少保證圖形的刷新頻率不低于15幀/秒，最好高于30幀/秒。

　　3、立體顯示和傳感器技術

　　虛擬現(xiàn)實的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術的發(fā)展，現(xiàn)有的設備不能滿足需要，力學和觸覺傳感裝置的研究也有待進一步深入，虛擬現(xiàn)實設備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。

　　4、應用系統(tǒng)開發(fā)工具

　　虛擬現(xiàn)實應用的關鍵是尋找合適的場合和對象，選擇適當的應用對象可以大幅度提高生產效率，減輕勞動強度，提高產品質量。想要達到這一目的，則需要研究虛擬現(xiàn)實的開發(fā)工具。

　　5、系統(tǒng)集成技術

　　由于VR系統(tǒng)中包括大量的感知信息和模型，因此系統(tǒng)集成技術起著至關重要的作用，集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數據轉換技術、數據管理模型、識別與合成技術等。
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