在今天這篇文章，我主要來談?wù)刅R和AR，并且介紹一個全新的投影技術(shù)概念——PBAR，即基于增強現(xiàn)實的投影技術(shù)，我們稱之為 虛擬顯示技術(shù)。
VR和AR在一夜之間就成了所謂的“風(fēng)口”。但是從長遠的來看，VR/AR將會像現(xiàn)在的手機行業(yè)一樣，或許將會成為物聯(lián)網(wǎng)時代的基礎(chǔ)終端，那么，基于虛擬技術(shù)的多種行業(yè)都將迎來空前的發(fā)展基于，比如目前尚未成型的虛擬顯示。
關(guān)于VR虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。以O(shè)culus Rift、HTC Vive為代表的頭戴式顯示器在消費級市場以沉浸式游戲為主要功能，加之VR Porn這種剛需為"營銷"賣點。簡單講虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是用來模擬人的真實感覺、聽覺和視覺，讓使用者完全沉浸在“真實”的可互動的虛擬世界之中。
個人觀點: 要從上面所述的全方位實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實，VR產(chǎn)品研發(fā)還有很長的路要走，但在其部分應(yīng)用諸如看視頻與玩一些游戲上已經(jīng)可以給消費者帶來很好的用戶體驗, 因此相比較AR產(chǎn)品, 目前的VR產(chǎn)品在價格與使用性上，都會讓消費者更愿意買單。也看好VR產(chǎn)品近期的發(fā)展前景。
虛擬成像技術(shù)的要求要遠遠低于增強顯示產(chǎn)品，目前都是單片凸透鏡加液晶顯示器的方案。當(dāng)然,在光路設(shè)計上未來還會在可視角度FOV,圖像畸變、顯示分辨和近視眼支持等方面進一步補強。虛擬現(xiàn)實的技術(shù)難點包括在于如何讓佩戴者在視覺之外的觸覺、聽覺和力覺甚至味覺方面做到身臨其境，比如感知虛擬環(huán)境的溫度、濕度和空氣的味道，與虛擬人物進行語言交互,如何更好將佩戴者視角，動作融入到虛擬世界之中，這涉及到了全息建模與細節(jié)捕捉，甚至是神經(jīng)科學(xué)等多個方面。如何讓VR的用戶獲取更大的動作空間，用線拴著電腦所獲得的體驗并不是最好的，用戶還需要更豐富的VR內(nèi)容，這些是VR行業(yè)目前面臨的問題。
關(guān)于AR和VR不同
AR和VR是不同的概念，AR即增強現(xiàn)實(Augmented Reality)，是將虛擬的信息應(yīng)用到真實世界，并將計算機生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實場景中，從而實現(xiàn)對現(xiàn)實的增強。
AR的技術(shù)難度要遠高于VR，從谷歌眼鏡的失敗就可見一斑。谷歌眼鏡的功能包括諸如藍牙電話、視頻錄制和社交等功能，但缺陷也有諸如續(xù)航能力、看顯示信息不夠方便(產(chǎn)生生理副作用)和價格過高等。大家都知道，科技界目前最火熱的AR產(chǎn)品莫過于微軟的Hololens，在硬件方面，Hololens有強大CPU和GPU組合，以及一個號稱每秒可處理1兆兆次浮點運算的HPU用于重建三維場景與渲染三維場景，同時它還配備了多個景深攝像頭(至少是4個)用于感知周圍環(huán)境的三維場景的景深信息。功能方面，它可以投射“全息”圖像 (和全息投影是兩回事);可以建立虛擬環(huán)境，比如置身用戶于火星之中，而且可以與虛擬物體進行互動;最根本的即是增強現(xiàn)實。
但是目前對于AR的疑慮主要在于：
1、虛像焦點位置不可變，可視范圍窄，作為AR產(chǎn)品要做到虛擬物與現(xiàn)實物體的完美融合，必須要解決虛擬物與實物的聚焦問題，但是人眼看現(xiàn)實物有不同的景深，這也要求虛擬物要有不同的景深, 這個在谷歌眼鏡上是沒有做到的，而從微軟公開的相關(guān)專利來看，微軟采用的是將虛擬像顯示在無限遠處的方案，但如果使用全息波導(dǎo)或者基于波導(dǎo)的其它技術(shù)，很可能帶來可視角度FOV窄的問題。
2、速度是否夠快，時延是否夠短，比如想把可口可樂罐子換成百事可樂的Logo，如果跟蹤慢的話，會導(dǎo)致每次用戶轉(zhuǎn)頭時同時看到百事與可口可樂兩個Logo, 嚴(yán)重影響體驗，要知道Oculus做的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品已經(jīng)可以達到亞毫米的頭部跟蹤精準(zhǔn)度以及20毫秒的顯示總延時。
3、真實與虛擬物體重疊的解決，比如一只虛擬獅子在佩戴者面前走過，佩戴者抬起手臂不應(yīng)該透過手臂看到獅子，而從目前Hololens的演示來看，可能存在這方面的問題。
4、交互體驗、眼球跟蹤、語音識別與手勢識別，之前還是有一系列關(guān)于整體操控體驗的負面消息，諸如操控時延、控制方式需要手眼結(jié)合導(dǎo)致操控不自然等。
增強現(xiàn)實類產(chǎn)品的最終目的是無聲無息無負擔(dān)的將虛擬世界套進現(xiàn)實世界并進行互動。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，在虛擬顯示、電池續(xù)航、計算器視覺、人機交互、環(huán)境感知和佩戴方便等眾多方面還有很長的路要走，由于追求的應(yīng)用場景不同，這讓AR的技術(shù)難度遠高于VR，即便是強大如Hololens的產(chǎn)品，近期微軟也著重強調(diào)把它定位在游戲方面。可想而知，AR產(chǎn)品要像手機一樣的走進人們的工作生活還很遠，至少在未來的10年我們只能說拭目以待。
全新的PBAR
投影技術(shù)相對于VR/AR來說是相對成熟的技術(shù)，特別是激光投影技術(shù)，這是一種和VR/AR具有類似基因同時又具有很大互補性的一種技術(shù)，VR是放在家里的個人影院與游戲機，目前已能帶來較好的用戶體驗;AR是隨身穿戴的個人智能生活助手，目前還只能說夠炫酷，距離生活助手與智能手機相比還有很遠的路要走。
AR與VR說的都是個人，原因是它們成的虛像只能是佩戴的人可以感知與互動，周圍的人是完全看不到的(Magic Leap這家公司宣傳視頻所展現(xiàn)的鯨魚從籃球館地板躍出的場景,展示的虛擬物體是能夠被周圍所有人看到的;該項技術(shù)是絕密的, 同時什么時候能出產(chǎn)品也是"絕密的"; 拭目以待...)
PBAR的概念
為什么說投影具有和VR/AR類似基因并且具有互補性。首先來介紹一個概念PBAR(基于投影的增強現(xiàn)實)，這個概念在國外近幾十年來一直很流行，PBAR能夠把投影圖像直接投射到實際物體上，做到真正的虛實結(jié)合，從而解決AR顯示的虛擬圖像與實際物體焦距不同導(dǎo)致人眼對焦不方便的問題，同時PBAR的虛實結(jié)合可以被周圍所有人所共享和互動，顯示尺寸理論上可以無限大，大家平時在用投影儀時會有所感受。
PBAR的應(yīng)用場景相當(dāng)豐富且有趣：投射在皮膚上的動態(tài)紋身;投射到白紙上的簡筆畫，孩子用筆去描，投射畫的角度會跟著紙張角度的變化而變化;面朝大海, 春暖花開，在沒有窗戶的墻上就能實現(xiàn);地板上可以有條河，河里有魚，孩子抓魚魚兒跑，河水泛起水花兒;多人分享屏幕，融合屏幕只需要一個簡單的手勢就能做到;想試試價格便宜可隨身攜帶的組合式3D影院嗎? 想試試融入到你生活的360度幻象顯示嗎?
由于有可分享、無邊界的特性，穿戴類投影結(jié)合PBAR技術(shù)(WPBAR)將是一個發(fā)展的必然趨勢。投影集群(CoP)將成為穿戴類投影向前發(fā)展的一個方向。CoP與WPBAR的結(jié)合將為人類打開一個具有巨大想象空間的世界，但WPBAR與AR一樣在諸多方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，諸如電池續(xù)航、投影亮度、虛擬顯示、計算視覺、人機交互和環(huán)境感知等，WPBAR也會像AR一樣有很長的路要走;同時WPBAR又類似VR發(fā)展的初級階段，目前已經(jīng)有諸如屏幕融合、視頻播放、抬頭顯示等應(yīng)用可以給用戶帶來較好的體驗。因此從這個角度預(yù)測，WPBAR很可能會像VR一樣越來越熱，可能比AR更接近于手機的替代者。
