虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，使用戶(hù)沉浸到該環(huán)境中。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的技術(shù)，廣泛運(yùn)用了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、智能交互、傳感等多種技術(shù)手段，將計(jì)算機(jī)生成各種虛擬信息模擬仿真后，應(yīng)用到真實(shí)世界中，兩種信息互為補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)利用計(jì)算機(jī)生成一種逼真的三維動(dòng)態(tài)視景，人可以通過(guò)使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，這個(gè)虛擬環(huán)境將為用戶(hù)提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、運(yùn)動(dòng)、嗅覺(jué)、味覺(jué)等全方位的體驗(yàn)。

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是指透過(guò)攝影機(jī)影像的位置及角度精算并加上圖像分析技術(shù)，讓屏幕上的虛擬世界能夠與現(xiàn)實(shí)世界場(chǎng)景進(jìn)行結(jié)合與交互的技術(shù)。

AR產(chǎn)品形態(tài)

可以分為一體式、分體式AR眼鏡、ARBOX，主要側(cè)重于低功耗、全天可佩戴、外觀輕便。主要廠商有Google、Microsoft（HoloLens）、Epson、Vuzix、MagicLeap等。

AR關(guān)鍵技術(shù)

主要有近眼顯示、感知交互、處理計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)傳輸。

AR眼鏡模塊

消費(fèi)級(jí)AR眼鏡的組成模塊包括：顯示模塊、拍攝模塊、聲場(chǎng)模塊、眼球追蹤、SLAM模塊（Simultaneous Localization And Mapping，即時(shí)定位與地圖構(gòu)建）、電池和處理器、體感模塊等。

其中，顯示、光學(xué)（光學(xué)前端Optical Combiner和光場(chǎng)引擎Light-field Engine）是核心突破點(diǎn)。

AR

隨著產(chǎn)業(yè)界在AR領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)力，部分研究者將AR從VR的概念框架中抽離出來(lái)。

兩者在關(guān)鍵器件、終端形態(tài)上相似性較大，而在關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域上有所差異。

VR通過(guò)隔絕式的音視頻內(nèi)容帶來(lái)沉浸感體驗(yàn)，對(duì)顯示畫(huà)質(zhì)要求較高。

AR強(qiáng)調(diào)虛擬信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的“無(wú)縫”融合，對(duì)感知交互要求較高。

應(yīng)用方面，VR側(cè)重于游戲、視頻、直播與社交等大眾市場(chǎng)，AR側(cè)重于工業(yè)、軍事等垂直應(yīng)用。

VR技術(shù)

如近眼顯示、渲染處理等已經(jīng)有明確發(fā)展路線(xiàn)，核心技術(shù)的成熟將大幅度提升用戶(hù)體驗(yàn)，而傳感技術(shù)和交互式傳感體驗(yàn)的發(fā)展也使得VR應(yīng)用場(chǎng)景逐漸豐富。

AR技術(shù)

在交互和傳輸層面方向有較好發(fā)展，但是在SLAM算法（定位跟蹤與建圖）及其相關(guān)外設(shè)、光學(xué)顯示（光波導(dǎo)）方面比VR更為復(fù)雜，仍需要一定發(fā)展時(shí)間。

總體來(lái)看，目前VR市場(chǎng)已經(jīng)具有較為成熟的產(chǎn)品和技術(shù)，市場(chǎng)穩(wěn)步發(fā)展，而AR市場(chǎng)還需要技術(shù)和成熟產(chǎn)品培育推動(dòng)。

VR硬件

主要由四大部分的電子元器件組成：芯片、傳感器、顯示系統(tǒng)、光學(xué)器件（透鏡、鏡頭、全景相機(jī)等）、外殼結(jié)構(gòu)件組成。

以O(shè)culusRift為例，整體OculusRift的BOM成本約為206.1美金（包括組件成本組裝測(cè)試），其中頭盔單元成本為138.56美金，占比67.23%，代工測(cè)試成本則為6.5美元。

從結(jié)構(gòu)來(lái)看，VR內(nèi)部組件數(shù)量及復(fù)雜程度遠(yuǎn)高于智能手機(jī)，組裝代工難度更高，根據(jù)BI，OculusRift內(nèi)部的組件超過(guò)200個(gè)，而智能手機(jī)（平均組件在40-50個(gè)）。

VR頭顯產(chǎn)品技術(shù)設(shè)計(jì)包括形態(tài)、顯示、交互、感知、計(jì)算、通訊。

顯示方面

主要分為直視顯示以及微顯示，直視顯示可用于手機(jī)、平板、筆記本、TV等，較大的直視型設(shè)計(jì)肉眼可見(jiàn)；

微顯示一般對(duì)角尺寸小于1英寸，需要配搭放大光學(xué)系統(tǒng)；

兩種顯示在亮度、尺寸、放大倍率、重量等方面有差異，直視顯示器通常400至800ppi、尺寸范圍為3.5”-5.5”、需要較小的放大倍率和大光學(xué)系統(tǒng)、更重更耗電；

而微顯示一般為2000至3300ppi、尺寸為0.2”-1”、需要更多的放大倍率。具體來(lái)看，直視顯示分為L(zhǎng)CD及OLED，微顯示分為DLP、LCD、OLED、LCos。

VR產(chǎn)業(yè)鏈

AR關(guān)鍵技術(shù)

近眼顯示設(shè)備的光學(xué)與顯示系統(tǒng)主要分為圖像源器件與顯示光學(xué)器件。

圖像源器件產(chǎn)生圖像并將圖像投射到顯示光學(xué)器件中，顯示光學(xué)器件將圖像反射到眼睛中，其中針對(duì)AR顯示設(shè)備的圖像源器件一般指微顯示器。

AR原理

目前市面上主流的AR產(chǎn)品分為三類(lèi)，分別是頭戴式顯示，手持式顯示和以PC顯示器、HUD為代表的空間顯示器。

頭戴顯示器

由一個(gè)頭戴裝置以及與之搭配的一塊或多塊（微型）顯示屏組成，智能AR眼鏡便是頭戴顯示器的典型產(chǎn)品之一。

頭戴顯示器可將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬物體的畫(huà)面重疊顯示在用戶(hù)視野中，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的增強(qiáng)畫(huà)面。

同時(shí)，先進(jìn)的頭戴顯示器通常搭載多自由度的傳感器，用戶(hù)可以在前后、上下、左右、俯仰、偏轉(zhuǎn)和滾動(dòng)六個(gè)方向自由移動(dòng)頭部，而頭戴顯示器AR產(chǎn)品能夠根據(jù)用戶(hù)頭部移動(dòng)的動(dòng)作進(jìn)行相應(yīng)的畫(huà)面調(diào)整。

手持式顯示

是以智能手機(jī)作為AR移動(dòng)終端的代表產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)多年的更新?lián)Q代和功能優(yōu)化，智能手機(jī)顯示器分辨率越來(lái)越高、處理器越來(lái)越強(qiáng)、相機(jī)成像質(zhì)量越來(lái)越好、傳感器越來(lái)越豐富（提供著加速計(jì)、GPS、羅盤(pán)），諸多優(yōu)勢(shì)使得智能手機(jī)成為了天然的AR平臺(tái)，也是現(xiàn)階段AR應(yīng)用的最容易落地的場(chǎng)景之一。

空間顯示器

是將虛擬內(nèi)容直接投影在現(xiàn)實(shí)世界中的AR產(chǎn)品。

空間顯示器往往固定在物理世界中，而周邊任何物理表面，如墻面、桌面甚至是人體都可以成為可交互的AR顯示屏。

隨著空間顯示器尺寸、成本、功耗的降低以及3D投影的不斷進(jìn)步，各種全新的AR交互和顯示形式正在不斷涌現(xiàn)，顯著拓寬了空間顯示器AR產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景。

目前，PC顯示器和移動(dòng)終端AR產(chǎn)品的市場(chǎng)普及度略高于以AR眼鏡為代表的頭戴式顯示器產(chǎn)品。

但由于AR眼鏡可以突破屏幕的限制，可將整個(gè)物理界面作為AR交互界面，因此有望成為未來(lái)AR產(chǎn)品的主流技術(shù)路線(xiàn)。

原文標(biāo)題：未來(lái)是屬于VR/AR的

文章出處：【微信公眾號(hào)：AR工業(yè)應(yīng)用】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq