聊聊关于虚拟现实的话题

相信大家对VR、AR技术已经耳熟能详，喜欢游戏的朋友也许都购买了相应的设备在家沉浸式体验。但是：

你对MR是否足够了解？

VR+AR+MR会凑成什么「终极大boss」技术？

这么多「R」技术之间主要的区别是什么？

......

IDG君精心为大家准备了关于眼下所有虚拟现实技术的轻科普，轻松好读不烧脑，还有诸多应用场景实例参考。

带着对未来和虚拟现实技术的好奇，一起走进今天的文章吧！

全文共3794字

阅读时间约6min

01 快速明确AR/VR/MR/XR的区别

VR能让人完全沉浸在虚拟环境中；

AR能创建一个叠加在虚拟内容的世界，但不能与真实环境交互; 

MR是虚拟与现实的混合体，它能创造出可以与真实环境交互的虚拟物体。

XR是VR+AR+MR的技术总称。

虽然虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）和扩展现实（XR）的技术来源不一、实现目标也不同，但都用到了相似的技术，比如3D和AI技术。以下是这些前沿科技名词的清晰概念和定义：  

虚拟现实（Virtual Reality ,VR）

虚拟现实（VR）是一种沉浸式体验，也被称为计算机模拟现实。具体则是指通过头戴设备产生包括声音、图像及其他人体能够与感受到的媒介的一种技术，通过这些媒介能复制或创造出一个虚拟世界，能让用户完全沉浸在虚拟的世界中。  

真正的VR环境应该涉及所有五种感官：味觉、视觉、嗅觉、触觉和声音，但不得不说，想要完美同步实现以上五感是非常困难的。眼下，经过游戏行业多年的探索之后，VR已经准备好被应用到更多实际领域当中。  

增强现实（Augmented Reality,AR）

增强现实（AR）是指实时的物理现实环境视图。AR通过计算机生成的感官输入，比如声音、视频、图形或GPS数据等，增强或补充其视图内的元素。  

基于现实的AR利用某些设备增强了现实,所以它能为我们提供更大的可能性——与现实世界相比较，在AR世界中，一切皆有可能！  

目前，手机、平板电脑、头戴装置是最流行的AR设备，通过设备摄像头，AR应用可以将虚拟的数字内容导入真实环境；此外，常见的AR应用有前几年风靡的如Pokemon Go，和以Snapchat为代表的推出的各种AR bitmojis。

Snapchat Bitmojis AR 效果

所以，VR和AR的主要区别在哪里？

VR的使用者在体验过程中，是无法看到现实环境的，因此VR 的感官刺激会更贴近沉浸式体验；而AR的定义是增强现实，因此使用者可以在使用过程中看到现实环境，并且看到算法增添在现实环境中的物体。

因此，VR的应用需要更大的运算技术与稳定的网路，当然完全的虚拟环境更需要臻熟的3D 建模技术，才能将使用者完全带入情境之中。

混合现实（Mixed Reality,MR）

混合现实（MR）也被称为Hybrid Reality，是在AR的基础上更进一步的技术，其关键特征就是合成物体和现实物体能够实时交互。

通过对空间扫描定位与实时运行，MR可以将虚拟对象合并在真实的空间中并实现精准定位，从而实现一个虚实融合的可视化环境。在真实和虚拟世界融合的环境下，真实实体和数据实体共存——简单来说，就是将“图像”置入了现实空间，同时这些“图像”能在一定程度上与所我们熟悉的实物交互，于是MR就在在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。

眼下，MR技术已经被成熟运用在游戏行业中，如微软官方发布的Fragments和RoboRaid都利用用户的物理环境，比如墙壁、地板、家具的布局来将数字内容放置在真实世界上，使得用户在真实的物理环境中与进行游戏操作。

微软Fragments MR游戏界面

此外，MR技术也开始被应用在智能家居、视频通话和教育领域中。宜家与微软合作将MR技术应用于用户预装修，根据室内环境将数字家居摆放在空间中，方便用户提前查看装修效果；在视频通话时，建筑师和设计师可以直接在对方空间环境中绘制数字标注，协助指导对方做现场工作或感受设计效果；医学院教授也可通过MR技术为学生展示模拟手术等等。

宜家用MR技术让用户更方便地查看家具摆放效果

再举个简单的例子：下班回家的你戴上MR装置看烹饪节目，主持人本人会跳出屏幕，在你眼前切菜、烤牛排。而且不管你的视线如何移动，他都一定会对准你为你演示（学不会这道菜都不行）！

扩展现实（Extended Reality，XR）

扩展现实（XR）指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境，是VR、AR和MR的统称。   XR技术可以让VR、AR和MR三种视觉交互技术融合，分为多个层次，可以实现从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界，最终达到虚拟世界与现实世界之间无缝转换的“沉浸感”体验。  

在未来，XR将改变人们与周围世界交互的方式，而空间计算在XR交互应用中是最基础的技术，它包含了两个维度：

1）用户的身体感知。比如用户头部的自由度定位、手柄定位，以及手势、眼球、表情和腿的定位等；

2）空间定位，即对环境的感知。眼镜通过精准计算，让用户知道桌子、地板以及周边物品的位置。基于上述两类精准计算，才能够实现把虚拟物体放在现实世界，并和现实世界达到完美融合。

同时，渲染能力支持的画面质量也会影响XR体验。由于移动终端对功耗的限制，很难将终端的渲染能力提到非常高来承担要求高速度和高精准度的用户和空间计算，因此，需要同时通过Wi-Fi和5G高速率的优势让网络和云端完成内容生成和渲染的任务，再通过高速连接传输到终端侧，这样将会带来更具沉浸感的无界XR（Boundless XR）体验。

02  XR会被应用在哪些场景？

XR目前主要被成熟应用在游戏、影视娱乐等to C领域; 近一两年来，XR也开始在制造业、零售业、医疗、教育等to B场景中逐渐被广泛使用。以下主要为大家分享3类XR技术的应用作参考：   | 电视节目及舞台效果

2020年11月，我国「奋斗者号」载人潜水器在玛利亚纳海沟成功座底，座底深度10909米。为了真实记录这一重要时刻，中央广播电视总台央视新闻频道、央视新闻新媒体运用AR、XR、3D技术进行了全程直播报道。

XR技术也被应用在舞台效果上。《英雄联盟》S10全球总决赛开幕式层联手Riot Games，在现场运用32K分辨率渲染画面打造炫目特效和全息影像，并结合了XR特效配合，为“云观赛”的电竞爱好者们带来了一场高级舞台呈现，对战双方之间仿佛被悬崖隔开。

| 办公场景

我们的被投企业、推出第一款进入消费市场AR眼镜的RokidC端市场已经构建了观影、游戏、教育科普等诸多场景，开始探索XR场景的应用。

Rokid与钉钉合作, 推出了钉钉WorkSpace XR设备版。通过Rokid Air AR智能眼镜进入后，使用者就可以在XR办公模式中使用钉钉聊天、开会、写文档，进入可多屏协作、隐私性高、便捷的移动数字化办公空间（好酷！想体验）。

Rokid x 钉钉Workspace使用场景

| 医疗应用

XR在医疗和医疗保健领域有很大的潜力，AI和XR 的结合提供了广泛的生物技术应用，并能够以多维方式与物理环境进行数字交互，医生和患者都会有更身临其境的临床和术前体验。 首先，XR技术一定会让手术计划的制定会变得更加容易。即使是最有经验的外科医生，为患者进行手术时有时也会碰到意外状况，而临场反应则决定了手术的最终结果。在未来，虚拟技术的介入会大幅减少意外，有效提高手术的预演效率，同时大大降低手术风险。

另外，研究人员还研究了使用 VR 在手术前对患者进行教育的方法，例如，患有心胸或脑疾病的患者，可以在复杂的手术钱看到自己心脏或大脑的数字化版本，外科医生可以更具体地指出需要修复的问题，以及修复过程。

当然，XR还能提高医学院的培训效率。拥有世界顶级医学院之一的约翰 · 霍普金斯大学着手打造了一个项目，可以看到医学生将其解剖学应用程序转化为 AR 界面——通过AR技术身体的内部视图被清晰呈现，还搭载了一个对真人手势极为敏感的交互式操控程序。

03 发展XR技术的关键是什么？

拥有专用的软硬件是一项技术或产品走向产业化的标志。

作为兼有显示、感知、定位、交互等多种功能的电子设备，虚拟现实产品需要处理器、MCU、面板驱动芯片、MEMS、感测芯片、加速度计芯片、陀螺仪等多种芯片及零部件——其中，处理器是电子设备的灵魂。

与手机类似，虚拟现实设备需要计算、存储、通信、视觉处理等多种功能，因而第一代VR一体机多采用高通、联发科等厂商的手机SoC作为主芯片。然而，随着虚拟现实设备的分辨率日益提升、交互功能更加丰富，对专用芯片的需求也步入正轨。

在XR芯片领域，高通一家独大，骁龙XR2芯片被广泛应用于各种VR一体机中。但这款芯片事实上并不是针对AR/VR的专用芯片，无法支持视网膜级别的清晰度，性能上尚有优化空间。此外，国内和国外在XR领域有不小的差距，国内的XR芯片研发大有可为。

IDG资本看到了这样的潜力，也大力支持优秀本土XR芯片在硬科技领域扎根、进行长期研究，比如在2021年9月成立的万有引力。

从创立至今，万有引力的XR芯片研究已经取得显著进展，并预计将于2024年完成第一代芯片的量产。这款芯片将是业内首款专门针对XR应用，高硬件应用定制化、高集成度的芯片平台，且在显示、感知、图像等多方面具备硬件加速处理的定制化设计，致力于解决以下4个问题： 

1）缓解主SoC通用平台的渲染负荷，更智能地达到8K / 120Hz；

2）采用视频穿透式 (VST)，解决VR硬件终端的老大难晕眩问题；

3）增强VR / MR 的画质效果，包括动态高质量的显示/光学增强和相机处理；

4）为感知技术提供足够的灵活性和计算能力，使得XR头显在不同的交互感知性能中，能够灵活分配算力资源

我们认为，历史上，新的消费终端爆发往往会带来上游核心零部件的投资机会。AR和VR设备对显示质量的极高要求，需要专用处理器来提供算力资源，万有引力团队在该领域积累深厚，我们十分期待能支持优秀团队，推动我国XR芯片的研究与发展。

随着物联网、AI以及5G的蓬勃发展，XR相关产业将持续受到关注和应用。

审核编辑：刘清