聶文兵

如今的現(xiàn)實(shí)生活被各種“R”充斥著，常令人產(chǎn)生一種你不知道VR或AR是什么，都不好意思跟別人聊天的感覺。尤其是2016年里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)閉幕式上AR技術(shù)的驚艷亮相，更是讓VR和AR一下子成為熱搜詞匯。與此同時(shí)，與之相關(guān)的MR也進(jìn)入了大家的視野。VR、AR和MR這些看上去如此類似，卻又如此高大上的技術(shù)名詞到底是什么？它們之間有什么關(guān)聯(lián)，又有什么不同呢？

無論是什么“R”，都離不開“虛擬”、“現(xiàn)實(shí)”這兩個(gè)關(guān)鍵詞?！澳氵x擇紅色藥丸還是藍(lán)色藥丸？”科幻影片《黑客帝國》里有一句這樣的臺詞。想象眼前的一幅畫面上，你可以看到兩顆藥丸，分別是紅色和藍(lán)色的。而當(dāng)你把背景顏色去掉，卻發(fā)現(xiàn)藥丸其實(shí)都是灰色的。這個(gè)情節(jié)告訴我們：現(xiàn)實(shí)中多數(shù)時(shí)候，顏色都是由我們的感知系統(tǒng)“捏造”出來的，而且其捏造程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出想象。

讓我們把目光投向遠(yuǎn)方。好萊塢科幻大片《黑客帝國》和《阿凡達(dá)》在展示真正的未來嗎？我們的大腦可以分辨出哪里是“真實(shí)”的終結(jié)，哪里是“虛擬”的開端嗎？在數(shù)字化世界中，永生意味著什么？技術(shù)會(huì)在5年、50年或500年后引領(lǐng)我們?nèi)ハ蚝畏?？宇宙是不是根本就不存在時(shí)間，時(shí)間只是我們?yōu)槎x自己的存在而假想出來的概念？

答案，其實(shí)就在《黑客帝國》中黑人領(lǐng)袖墨菲斯的那句名言里：“什么是‘真實(shí)？你如何定義‘真實(shí)？如果你說的是你看到的、摸到的、感受到的一切，那么‘真實(shí)不過是大腦給你的電子信號而已。”面對虛擬現(xiàn)實(shí)，多數(shù)人會(huì)把關(guān)注點(diǎn)放在“虛擬”二字上，注重針對人的各個(gè)感官認(rèn)知打造的各項(xiàng)信號系統(tǒng)。但實(shí)際上，真正應(yīng)該關(guān)注的是“現(xiàn)實(shí)”二字。墨菲斯的名言幾乎才是虛擬現(xiàn)實(shí)存在意義的核心所在。

VR打開虛擬世界的大門

VR（Virtual Reality）就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)虛擬的三維世界，為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等的感官模擬，讓使用者能夠全方位地體驗(yàn)到不同的虛擬場景，真正產(chǎn)生身臨其境的觀感，可以高效及時(shí)、毫無限制地觀察三維空間內(nèi)的任何事物。VR典型的特征可以概括為“3I”，即沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和構(gòu)想性（Imagination）。VR技術(shù)并不是指一項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)，它是由三維圖像渲染技術(shù)、廣角立體顯示技術(shù)、用戶動(dòng)作跟蹤技術(shù)、人機(jī)實(shí)時(shí)交互技術(shù)等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)共同組成的一個(gè)綜合技術(shù)系統(tǒng)。

VR可以被形象地比喻成“海市蜃樓”。用戶看到的所有東西都是假的，無論是頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡還是與PC連接的硬件設(shè)備，都是為了給使用者建立一個(gè)完全虛擬的空間。簡而言之，VR只為無中生有，用戶本身只接收虛擬的視覺和聽覺信號，與現(xiàn)實(shí)世界完全隔絕。舉個(gè)例子，當(dāng)你戴上特制的頭盔和手套后，會(huì)發(fā)現(xiàn)你已置身于一個(gè)完全不受時(shí)空限制的歷史博物館中。當(dāng)你向前行走或者轉(zhuǎn)頭時(shí)，你所看見的景象也會(huì)隨之改變。當(dāng)你穿過大廳，推開眼前的大門，發(fā)現(xiàn)一件精美的展品時(shí)，你甚至可以上上下下、里里外外仔細(xì)地觀摩……這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的真實(shí)感。

AR將虛擬世界帶入現(xiàn)實(shí)

15年前，科幻電影《少數(shù)派報(bào)告》橫空出世。在影片中，我們看到主演湯姆·克魯斯僅用眼睛操作一塊互動(dòng)顯示屏。在2016年上映的《鋼鐵俠3：內(nèi)戰(zhàn)》中，我們看到超級英雄鋼鐵俠的人工智能伙伴賈維斯更加聰明了，無論托尼·斯塔克需要什么信息它都能提供，而且都是以全息形式顯示的。這些場景就是通過我們所說的AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

AR（Augmented Reality）就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是在VR的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，使真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫面或空間中，同時(shí)存在。AR技術(shù)的主要特點(diǎn)是虛實(shí)結(jié)合、虛實(shí)同步和交互自然。它的關(guān)鍵技術(shù)包括三維注冊技術(shù)、虛實(shí)融合顯示技術(shù)以及人機(jī)交互技術(shù)等。

通過AR技術(shù)，人們看到的場景有虛有實(shí)、虛實(shí)結(jié)合。還記得2015年的春晚上，李宇春演唱歌曲《蜀繡》嗎？當(dāng)時(shí)在舞臺上同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)神采奕奕的李宇春，其中一個(gè)就是虛擬的。制作者通過AR技術(shù)讓虛擬的李宇春和真實(shí)的李宇春同臺表演，幾乎達(dá)到以假亂真的地步?！妒窭C》這個(gè)節(jié)目其實(shí)就是基于計(jì)算機(jī)視覺的AR的一種表現(xiàn)形式。AR是把虛擬的信息帶入到現(xiàn)實(shí)世界中，突出的是“真實(shí)感”，注重的是虛擬與現(xiàn)實(shí)的連接，目的是為了獲得更震撼的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)的是比VR更真實(shí)的現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)和更佳的交互效果。

例如，在你面前的一個(gè)商場，裸眼看時(shí)它只是一座建筑物。但當(dāng)你戴上谷歌眼鏡后，你能透過鋼筋混凝土看到目前商場中的人流量、打折信息，甚至還能看到你曾錯(cuò)過的那件商品是否已經(jīng)上架了。這里需要注意的是，前提是你本人就站在商場門前，這是真實(shí)的商場，而不是虛擬的商場。

MR可視作AR的增強(qiáng)版

MR（Mediated Reality）就是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，包括虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，指的是合并現(xiàn)實(shí)和虛擬世界并加入一些新元素，從而產(chǎn)生新的、令人深信不疑的可視化環(huán)境。在新的可視化環(huán)境里，真實(shí)和虛擬對象共存，并實(shí)時(shí)互動(dòng)。

還是前文的那個(gè)例子。你正站在這個(gè)商場面前，當(dāng)你戴上MR設(shè)備，不僅能看見商場內(nèi)所有的場景，而且還可以看到這個(gè)商場從規(guī)劃到修建完畢的整個(gè)過程，就如同你親自參與了修建一樣。

MR是介于VR與AR之間的技術(shù)，它是由“智能硬件之父”多倫多大學(xué)的教授Steve Mann提出的。簡單地說，MR其實(shí)就是AR和VR的結(jié)合，取二者所長，棄二者所短。我們可以把它視為AR的增強(qiáng)版。但其實(shí)MR和AR兩者之間有著明顯的不同之處：一是可由虛擬物體的相對位置來區(qū)別，MR會(huì)隨你而改變，而AR不會(huì)；二是看能否明顯區(qū)分虛擬與現(xiàn)實(shí)的物品，AR可以，而MR則不可以。

2015年10月，Magic Leap公司發(fā)布了一段視頻，鯨魚躍出水面的那一刻真是驚艷！視頻中用戶看到的虛擬物體和真實(shí)物體幾乎是無法區(qū)分的。雖然這段視頻后來被證實(shí)是視頻特效，并不是真正的MR技術(shù)，但也為我們指明了MR最終的發(fā)展方向。

綜上所述，VR是虛擬的，是把你的意識帶入一個(gè)虛擬的世界，它需要用戶戴上VR眼鏡等設(shè)備才能夠看到。AR是虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，真真假假、真假難辨，是把虛擬的信息帶入到現(xiàn)實(shí)世界中，是光學(xué)加3D重構(gòu)出來的畫面，很多時(shí)候用戶只用裸眼觀看就可以達(dá)成效果。而MR因?yàn)槭荲R和AR混合在一起構(gòu)建的畫面，所以相對而言，MR更像是兩種畫面的結(jié)合。MR可以實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)的無縫連接，讓用戶分不清虛擬影像和真實(shí)存在?？梢钥隙ǖ氖?，MR技術(shù)一定會(huì)成為未來的主流。無論是AR還是VR，其實(shí)在今天看來只是同一條道路上的兩個(gè)分支而已，它們終究要走到MR的大路上來。因?yàn)閱蝹€(gè)技術(shù)是沒有辦法應(yīng)付未來復(fù)雜的應(yīng)用場景的。

各種“R”的相繼出現(xiàn)，給我們的生活、工作和學(xué)習(xí)帶來更豐富的體驗(yàn)。同時(shí)，隨著VR和AR技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些體驗(yàn)也會(huì)越來越真實(shí)，使用成本越來越低。也許在將來的某一天，我們在家中欣賞VR版的《奔跑吧兄弟N》就像在PC上觀看《奔跑吧兄弟4》一樣習(xí)以為常；同學(xué)聚會(huì)時(shí)，真的可以把虛擬的我們聚集在某一個(gè)場景中一起回憶從前，不會(huì)再有因?yàn)榫嚯x等原因而不能全員到場的情況發(fā)生；我們的孩子在學(xué)習(xí)世界地理時(shí)，真的可以呆在教室里就能去胡夫金字塔里探索，在盧浮宮前拍照，在亞馬遜雨林中冒險(xiǎn)。讓我們共同期待這一天的到來吧！