你一定體驗(yàn)過AR技術(shù)。近幾年，各種各樣的AR技術(shù)應(yīng)用紛紛出現(xiàn)在我們身邊，呈現(xiàn)效果有些讓大家驚艷不已，當(dāng)然也有些是差強(qiáng)人意，但總體來說，AR技術(shù)作為行業(yè)風(fēng)口，已經(jīng)成為全民關(guān)注的熱門已是不爭(zhēng)的事實(shí)。
尤其是今年春節(jié)，QQ和支付寶分別在春節(jié)期間推出AR紅包玩法，都將AR作為切入口。拋開其它的東西，我們單從技術(shù)上來看，這兩家的AR技術(shù)究竟是什么水平，以及這兩家對(duì)AR技術(shù)有什么推動(dòng)?
支付寶掃福其實(shí)并不算AR技術(shù)
所謂AR，官方解釋是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality)的簡(jiǎn)稱，是一種實(shí)時(shí)地計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度，并加上相應(yīng)圖像、視頻、3D模型的技術(shù)。這種技術(shù)能在屏幕上實(shí)現(xiàn)把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界，并進(jìn)行互動(dòng)。
通俗地講，它其實(shí)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術(shù)。是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)，很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺、聲音、味道、觸覺等信息)，通過電腦等科學(xué)技術(shù)，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫面或空間，同時(shí)存在，并被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。
總結(jié)起來，AR技術(shù)具有兩大要素，一是真實(shí)世界和虛擬的信息集成;二是具有實(shí)時(shí)交互性。我們可以簡(jiǎn)單的將其概括為“識(shí)別”和“追蹤”。 只有能夠識(shí)別現(xiàn)實(shí)世界，并且將虛擬形象疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，才能稱之為AR。
所以，根據(jù)這個(gè)理論，我們可以直接下一個(gè)結(jié)論，支付寶紅包其實(shí)并不能算是AR。
來看下支付寶AR紅包的玩法：用戶只要掃描生活里出現(xiàn)的任何“福”字(需要寫得規(guī)范一些)，就可以識(shí)別跳出AR虛擬內(nèi)容，經(jīng)過一段小動(dòng)畫后，用戶就能領(lǐng)取到一張福卡。
這個(gè)看起來像是以手機(jī)攝像頭作為“眼睛”，在現(xiàn)實(shí)世界里疊加了一個(gè)動(dòng)畫。但實(shí)際上，這里面最關(guān)鍵的一點(diǎn)是，支付寶并沒有讓自己建立的這個(gè)形象跟現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生交互，也就是說，支付寶只有圖片識(shí)別，根本沒有實(shí)現(xiàn)“追蹤”。
最簡(jiǎn)單的例子，AR在現(xiàn)實(shí)世界所建立的虛擬形象，其實(shí)它是有位置信息的。如果把攝像頭比作眼睛，那么只有當(dāng)手機(jī)對(duì)著世界虛擬形象的時(shí)候，才能夠看到這個(gè)形象。把攝像頭對(duì)準(zhǔn)別的地方，應(yīng)該是看不到這個(gè)形象的。而支付寶的掃福，不管你攝像頭朝著哪個(gè)方向，其實(shí)都能看到AR動(dòng)畫，這個(gè)不是AR技術(shù)，頂多算是以攝像頭拍到的東西為背景播放了一段動(dòng)畫。
或者我們可以這樣說，支付寶的掃福，其實(shí)就是一個(gè)圖片識(shí)別技術(shù)，對(duì)于AR技術(shù)的核心，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的識(shí)別和虛擬形象跟現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng)，也就是“追蹤”，并沒有做到。
現(xiàn)在的AR技術(shù)到底是什么水平?
支付寶沒有使用真正的AR技術(shù)，這個(gè)可以理解，畢竟相比圖片識(shí)別，AR的3D建模和追蹤要難得很多，但這并不是說現(xiàn)在我們看到的沒有真的AR。從目前我們能夠看到的AR領(lǐng)域，大體上可以分為兩種類型：有標(biāo)記AR、無標(biāo)記AR，而無標(biāo)記AR又分為初級(jí)和進(jìn)階兩個(gè)階段。
有標(biāo)記的AR可以算是AR技術(shù)中相對(duì)簡(jiǎn)單的模式。所謂有標(biāo)記，就是在實(shí)現(xiàn)AR互動(dòng)時(shí)具備“參照物”這一前提，用戶通過掃描固定的參照物才能產(chǎn)生AR虛擬形象的展現(xiàn)。其背后的視覺跟蹤技術(shù)是基于模板匹配的方式，預(yù)先對(duì)需要跟蹤的target進(jìn)行訓(xùn)練，在跟蹤階段通過不斷地跟預(yù)存訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)解算當(dāng)前的位姿。這種實(shí)現(xiàn)方式的好處是速度較快、數(shù)據(jù)量小、系統(tǒng)簡(jiǎn)單，適用于一些特定的場(chǎng)景，但不適用于大范圍的場(chǎng)景。
QQ在2016年奧運(yùn)會(huì)期間曾經(jīng)嘗試過使用AR技術(shù)，通過用戶掃描一系列特定的圖片(標(biāo)記)，就可以在屏幕中顯示虛擬內(nèi)容，你可以通過調(diào)整手機(jī)的位置，去觀察這個(gè)虛擬內(nèi)容的各個(gè)角度，不僅可以拉遠(yuǎn)和推近，甚至能上下左右360度觀看這個(gè)內(nèi)容的所有角度————這也就是所謂的“追蹤”環(huán)節(jié)，是AR的一個(gè)重要體驗(yàn)——這個(gè)其實(shí)就是典型的有標(biāo)記AR。再舉個(gè)例子，可口可樂的可樂瓶AR體驗(yàn)其實(shí)也是屬于這種有標(biāo)記的AR。通過識(shí)別可口可樂的logo，我們能看到一個(gè)虛擬的形象出現(xiàn)在可樂瓶里。
有標(biāo)記的AR常見于市場(chǎng)性質(zhì)的推廣活動(dòng)里，很少被用于現(xiàn)實(shí)的生活場(chǎng)景。原因就是，有標(biāo)記的AR雖然實(shí)現(xiàn)難度較低——有一個(gè)固定的識(shí)別圖片或者物體，虛擬形象只跟這個(gè)固定的物品發(fā)生交互——但它的局限性也比較大，對(duì)有標(biāo)記的AR來說，標(biāo)記物就是AR的全世界。我們可以這樣理解，有標(biāo)記的AR技術(shù)，其實(shí)算是真正AR技術(shù)的Demo。
相對(duì)的，無標(biāo)記AR更高級(jí)一點(diǎn)，它不需要特定的圖片或者物體，識(shí)別的是真正的現(xiàn)實(shí)世界，交互也是跟真正的現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。這里，無標(biāo)記其實(shí)是一個(gè)相對(duì)的概念，因?yàn)檫@種技術(shù)最終也是與現(xiàn)實(shí)的一些標(biāo)記物產(chǎn)生互動(dòng)，只是這個(gè)過程，被放到了AR體驗(yàn)環(huán)節(jié)中。也就是說，在這種實(shí)現(xiàn)方式中，AR實(shí)現(xiàn)是實(shí)時(shí)的，設(shè)備在形成AR虛擬內(nèi)容前，先要完成對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的識(shí)別和計(jì)算。由于處理器對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的識(shí)別是一個(gè)非常復(fù)雜的難題，所以它可以分為初級(jí)階段和進(jìn)階模式。
先來說無標(biāo)記AR的初級(jí)階段：舉例說明，前段時(shí)間風(fēng)靡的Pokemon Go就是基于這種無標(biāo)記的AR模式。用戶可在沒有參照物的現(xiàn)實(shí)世界中隨意探索，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)識(shí)別現(xiàn)實(shí)世界，根據(jù)LBS定位在現(xiàn)實(shí)世界中投影出各種小精靈的形象，并通過拋出虛擬的精靈球完成捕捉。
同樣的例子還有這次的QQ紅包，從技術(shù)上來看，QQ紅包和Pokemon Go其實(shí)差不多，都是基于LBS的信息，在攝像頭識(shí)別的現(xiàn)實(shí)世界上出現(xiàn)一個(gè)“財(cái)神企鵝”。你可以試一下，當(dāng)企鵝出現(xiàn)之后，如果你把攝像頭轉(zhuǎn)向別的地方，其實(shí)是看不見這只企鵝的。原因就是這只需你的企鵝它是“存在”的，它具備地理位置信息。
這種無標(biāo)記的AR技術(shù)目前采用比較多，因?yàn)樗鋵?shí)沒有對(duì)現(xiàn)實(shí)世界做完全識(shí)別，只是讓虛擬形象跟手機(jī)之間有一個(gè)相對(duì)的位置信息。這種技術(shù)可以說最常見，但是它離真正的AR，也還是有很長(zhǎng)的距離。
真正未來會(huì)出現(xiàn)在我們生活場(chǎng)景中的AR——不是廣告或者游戲場(chǎng)景，其實(shí)是需要通過特定的硬件設(shè)備，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行實(shí)時(shí)的3D建模，識(shí)別并計(jì)算包括景深、位移等環(huán)境數(shù)據(jù)，所生成的AR虛擬內(nèi)容也將投射到這個(gè)立體空間中。這種AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)，會(huì)大大地增強(qiáng)虛擬內(nèi)容和現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng)感，混淆真實(shí)與夢(mèng)幻。
但這種方式技術(shù)要復(fù)雜的多、實(shí)現(xiàn)難度也大，雖然我們?nèi)搜圩R(shí)別現(xiàn)實(shí)世界是一件很輕松的事情，但對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的識(shí)別并且追蹤，并沒有那么簡(jiǎn)單。
不過，目前也有一些公司能夠達(dá)到這種技術(shù)。比如微軟出品的Microsoft Hololens，如果你體驗(yàn)Hololens，你會(huì)發(fā)現(xiàn)最開始，你需要帶著眼鏡看一圈周圍，為什么?其實(shí)，它是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行實(shí)時(shí)建模——識(shí)別這個(gè)技術(shù)，之后再來判斷，究竟虛擬形象要出現(xiàn)在這個(gè)世界的哪個(gè)位置。這樣的AR體驗(yàn)會(huì)讓人分不清真實(shí)和虛擬，虛擬內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng)程度是前所未有的。
Hololens背后的追蹤技術(shù)采用的其實(shí)是SLAM方法，也就是即時(shí)定位和地圖構(gòu)建技術(shù)。這類技術(shù)不需要預(yù)存場(chǎng)景信息，而是在運(yùn)行階段完成對(duì)于場(chǎng)景的構(gòu)建以及跟蹤。其優(yōu)點(diǎn)是不需要預(yù)存場(chǎng)景，可以跟蹤較大范圍，適用面廣，在跟蹤的同時(shí)也可以完成對(duì)于場(chǎng)景結(jié)構(gòu)的重建。這類技術(shù)計(jì)算速度慢、數(shù)據(jù)量大、算法復(fù)雜度高，遠(yuǎn)非我們現(xiàn)在的手機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)的。
甚至嚴(yán)格一點(diǎn)來說，我們現(xiàn)在所謂的智能手機(jī)，如果想使用AR技術(shù)，其實(shí)可能性微乎其微。要知道，在iPhone 7 Plus之前，手機(jī)識(shí)別景深都很難。在大多數(shù)手機(jī)看來，現(xiàn)實(shí)世界就是一個(gè)平面世界，這怎么來實(shí)現(xiàn)AR?不過據(jù)我所知，一些公司的技術(shù)目前可以讓手機(jī)識(shí)別出原本就是平面的東西，比如現(xiàn)實(shí)世界里的桌子、地板，之后再讓虛擬形象跟其互動(dòng)，這應(yīng)該是目前手機(jī)作為終端能夠?qū)崿F(xiàn)AR技術(shù)的最大限度了。
很多人會(huì)問，我們什么時(shí)候能真正的將AR技術(shù)應(yīng)用到生活中，這個(gè)么……真的比較難回答，它受限于硬件，甚至市場(chǎng)發(fā)展等各種因素，很難給出一個(gè)確切的時(shí)間。有一點(diǎn)可以斷定的是：“因?yàn)榇汗?jié)紅包，我們很可能就進(jìn)入到AR世界了……”這個(gè)絕對(duì)是扯淡的。
不過，通過今年騰訊和阿里兩家的紅包活動(dòng)，對(duì)于AR技術(shù)的一個(gè)貢獻(xiàn)是，會(huì)讓AR概念的熱度增高，這樣或許有可能對(duì)AR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有所貢獻(xiàn)。
