科技带你跨越虚拟与现实:浅谈AR/VR/MR有什么区别?

最近你可能会发现「VR」(虚拟现实)这个词汇的出现频率忽然变得很高,无论是 Oculus、Sony、HTC,或是三星、LG 等手机业者,都先后朝向 VR 领域前进,HTC 董事长王雪红甚至预言,2016 年将是 VR 的元年。另外,你也可能听过另一个很类似的词,叫做「AR」(扩增实境),甚至你还会看到所谓的「MR」(混合实境)。究竟 VR、AR、MR 这三者之间有什么差异?以下将为各位进行简单的介绍。

浅谈AR/VR/MR有什么区别

【VR:Virtual Reality 虚拟现实】

VR 是 Virtual Reality 的缩写,中文称做虚拟现实,即透过计算机创造出一个虚拟的 3D 空间,并以各种技术「欺骗」人类的感官让它们产生错觉,使用者将如身历其境般地进入一个完全人造的 3D 世界,并在里面做各式各样的事情。通常,要达到 VR 的效果,必须提供视觉、听觉、互动、以及其他感官的仿真元素,上述项目做得越好,虚拟环境越「以假乱真」,使用者也更容易「信以为真」。我们通常将这种「信以为真」的感觉称做「沉浸式体验」;越优秀的 VR 效果,其提供的「沉浸式体验」更佳。

浅谈AR/VR/MR有什么区别

▲VR 是 Virtual Reality 的缩写,中文称做虚拟现实,即透过计算机创造出一个虚拟的 3D 空间,并以各种技术「欺骗」人类的感官让它们产生错觉,使用者将如身历其境般地进入一个完全人造的 3D 世界,并在里面做各式各样的事情。

眼见、听见不为凭:VR 虚拟现实的视觉与听觉体验

视觉方面多半是透过一个头戴式的 VR 显示器播放各种 3D 拟真场景,无论是 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR,甚至手机用的 SAMSUNG Gear VR 等,都是使用这类的解决方案。这些装置里面有两个画面分别对应左右眼,两个画面的内容相同但角度略有差异,来模拟人眼的视差,因此当使用者戴上 VR 显示器后,就可以获得逼真的立体感与空间感,搭配环绕感明确的音源与耳机,使用者无论看到的、听到的都是来自虚拟环境的感官刺激,自然就会感觉好像真的置身其中。

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▲VR 装置透过两个画面对于左右眼所造成的视差,让使用者得到立体感与空间感。图为手机播放 VR 素材时的状态。左右两边的图像几乎相同,但角度略有差异。

影响 VR 虚拟现实沉浸式体验的另一重点:互动性

视觉与听觉的仿真将用户带入了虚拟的世界,但如果无法在里面做点什么事情,还不算是完整的 VR 体验。一个基本完善的 VR 体验除了看得到听得到,还必须有互动。VR 装置的互动类型,目前的主流大概有三种:「体感」、「控制器」、「动态侦测」。

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▲一个基本完善的 VR 体验除了看得到听得到,还必须有互动。图为 Oculus Rift。

「体感」主要是透过重力传感器或陀螺仪,判断使用者的各种动作,例如前面提到的头戴式 VR 显示器,搭配体感组件后就可以针对用户的头部转动。「控制器」的类型就比较多元,目前主流是采用手持控制器,例如 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 都属于此类型。手持控制器除了内建各种体感组件,来判断用户的动作,通常也会有一些按键来进行辅助。手持式 VR 控制器的下一步,可能是手套控制器,可以反映更细腻的手部动作,更直觉精确地在虚拟世界中完成各种需求。

VR 显视器中的体感组件是为了仿真头部转动、手持控制器是为了仿真手部功能,「动态侦测」就是为了撷取包含姿势、移动等更大的动作,其可分为两大类型,第一种是在使用者身上穿戴各种传感器(例如 3D 动画电影常用的动态捕捉技术),第二种是透过外部的定位装置进行判断(例如 HTC Vive、微软 Kinect 等,均属此类),前者的装备相对复杂,穿戴比较麻烦,但动作判断相对准确,后者是外部装置,用户不需要穿一堆东西,但侦测的范围有限,超出传感器的范围就没办法完成捕捉。

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▲目前主流的 VR 装置均采用手持式的控制器进行操作,同时模拟手部动作。图为 PlayStation VR。

【AR:Augmented Reality 扩增实境】

AR 是 Augmented Reality 的缩写,中文称为扩增实境。AR 与 VR 的名字虽然很像,但其呈现方式却有很大的差异。如果说 VR 的目标是让用户完全脱离现实,进入虚拟的空间,AR 就是将现实的空间加入一些虚拟的对象,而用户基本上还是存在于真实的世界。

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▲Sony Xperia 手机的「AR 效果」拍摄模式,就是扩增实境的实际运用。

AR 扩增实境的应用

AR 的应用其实很广泛,尤其是与智能型手机的结合案例不胜枚举,像是一些手游(如 One Piece ARCarddass Formation)、玩具(如 Kazooloo Vortex),或是拍照 App(如 Sony Xperia 手机的「AR 效果」拍摄模式),都运用了 AR 的技术。AR 在游戏以外的应用常见于地图软件,将虚拟的行车指示,与手机相机取得的画面迭合,提供更直观的导航体验。

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▲地图或导航软件也很常用到 AR 技术,将地点的标示与真实画面做结合。图为 Nokia Live View。

【MR:Mixed Reality 混合实境】

MR 的全名为 Mixed Reality 混合实境,是介于 AR 与 VR 之间的一种综合状态。AR 扩增实境在本质上还是现实,只是加入了一些虚拟的元素;VR 虚拟现实的目标则是全面的虚拟。MR 综合实境的则是将虚拟的场景与现实进行更高程度的结合。具体的实例像是 Microsoft HoloLens,用户可以透过半透明的显示器看到真实的世界,但画面中也会有许多人造的 3D 影像,创造一种似真似假、有真有假、亦真亦假使用体验。

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▲Microsoft HoloLens 是一款混合实境装置。

【总结 VR、AR 以及 MR】

总结来说,VR 虚拟现实将在 2016 年全面开跑,无论 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 都预计在 2016 上半年发售,到时候除了各平台的功能与用户体验,能否在第一波推出好的内容阵容,同时取得足够的通路资源、适当销售方式的与可令人接受的终端售价,将是 VR 能否成功打响第一炮的重要因素。至于 AR 与 MR 短期内发展可能不会像 VR 那么快速,但等到技术进一步突破,或是有新的需求出现时,AR 与 MR 才能可会迎来下一波高速成长。

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