虚拟现实和增强现实这两大技术未来发展都将如何?
增强现实的目标是将虚拟信息与输入的现实场景无缝结合在一起,为了增加AR使用者的现实体验,要求AR具有很强真实感。
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好的,我们来分别探讨虚拟现实和增强现实这两大技术未来发展的主要趋势和方向:
虚拟现实的发展趋势
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硬件持续迭代:
- 更轻巧、更舒适: 头显将变得更轻、更贴合人体工学,长期佩戴不适感会显著降低。一体机将成为主流形态。
- 更高分辨率与显示技术: 显示清晰度(PPI)大幅提升,接近视网膜级别,大幅减少“纱窗效应”。Micro-OLED, Micro-LED 等自发光技术会带来更高的对比度、更广的色域和更快的响应速度。
- 更宽广的视场角: 提供更接近人眼自然视角的沉浸感。
- 更自然的交互方式: 眼动追踪(实现注视点渲染提升性能)、面部表情追踪(提升社交临场感)、手势识别、甚至脑机接口将提供更直接、更沉浸的交互体验。
- Inside-Out 追踪技术普及与优化: 位置追踪将更精准、稳定,对环境要求更低。
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内容与应用生态繁荣:
- 游戏娱乐仍是主力: VR 游戏体验将持续进化,提供更复杂的叙事、更沉浸的玩法和更大型的世界。
- 社交VR爆发: 虚拟会议、虚拟活动、虚拟协作空间将越来越成熟,提供超越视频会议的“身临其境”的社交和工作体验。
- 教育培训深化: 在模拟操作(如外科手术、设备维修)、软技能培训(如公开演讲、客户服务)、高危场景训练等领域应用更深更广,成为有效且安全的学习工具。
- 虚拟旅行与文化体验: 提供足不出户即可“亲临”世界名胜、历史现场或艺术展览的沉浸式体验。
- 健康与治疗应用拓展: 心理疗法(如恐高症、PTSD)、疼痛管理、康复训练等领域将看到更多基于证据的有效应用。
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技术融合与创新:
- 与AI深度结合: AI 将用于内容生成(如动态 NPC、环境)、个性化体验优化、更智能的虚拟助手、行为分析等。
- 与区块链/NFT结合: 用于虚拟世界中的资产确权、虚拟商品交易和经济系统构建。
- 云计算与边缘计算赋能: “云渲染”可减轻本地硬件负担,提升画面质量;“边缘计算”降低延迟,提供更流畅的体验。
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元宇宙的基础设施: VR 被视为进入沉浸式元宇宙的主要入口之一,将持续在虚拟世界的构建和交互标准中扮演核心角色。
增强现实的发展趋势
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硬件形态多样化演进:
- 移动AR持续普及: 通过智能手机和平板电脑的摄像头提供随时随地的轻量级 AR 体验(如导航、信息叠加、游戏)。
- 智能眼镜成为主流: 这是 AR 的终极愿景。预计将经历几个阶段:
- 面向特定场景的专业设备: 工业、医疗、物流等领域的专用眼镜将继续发展并率先普及。
- 消费级智能眼镜兴起: 基于如 Micro-OLED + 波导的方案,出现更时尚、更轻便、全天候可佩戴、能显示实用信息(通知、导航)的消费级眼镜(类似更高级的智能手表)。
- 全天候、沉浸式AR眼镜: 最终目标是实现全天佩戴、提供丰富交互信息叠加、具备强大空间理解能力的“隐形计算”设备。这需要在光学(亮度、视场角、体积)、电池、算力、散热等方面取得重大突破。
- 空间计算平台: 头部设备如 Apple Vision Pro 开启了空间计算的新方向,结合VR和AR,强调将数字内容无缝融入物理空间,提供更强大的三维交互能力。
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核心能力突破:
- 环境理解与空间计算: SLAM 技术将更精准、鲁棒,设备能更深入、持久地理解和记忆周围环境,实现稳定的数字内容锚定和物理遮挡。
- 计算机视觉与AI: 物体识别、场景理解、语义分割等能力将大大提升,使AR能更智能地理解用户意图和环境并提供相关信息和交互。
- 透视显示技术: 波导、光场显示等技术将不断优化,目标是解决视场角窄、成像亮度低、色彩失真、设备笨重等问题。
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应用场景爆发式增长:
- 工业与制造业: 远程专家指导、装配维修指引、实时数据可视化(如温度、压力)、质量控制等将成为标配。
- 医疗健康: 手术导航、解剖教学可视化、实时监测数据显示、康复训练辅助。
- 教育培训: 将抽象概念可视化(如分子结构、历史事件)、实践操作辅助、实地考察信息增强。
- 商业与零售: 虚拟试穿/试用、个性化产品信息展示、室内导航、交互式广告营销。
- 日常生活: 导航与导览(博物馆、城市)、翻译、智能信息提示(通知、日程)、游戏娱乐(与现实深度融合)、智能家居控制。
- 设计与可视化: 建筑设计预览、室内设计效果叠加、产品原型评审。
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平台与生态构建: 操作系统平台(如 ARKit, ARCore)功能更强,开发工具链成熟,跨平台应用增多,推动内容和服务生态繁荣。
共同趋势与挑战
- 网络与算力: 5G/6G 高速低延迟网络和边缘/云计算对于提供流畅的云渲染、复杂AI处理和数据传输至关重要。
- 人机交互的自然化: 语音、手势、眼动、甚至脑机接口将向更自然、更高效的方向发展,降低使用门槛。
- 标准化与互操作性: 设备和平台间的互操作性标准需要建立,以促进生态发展。
- 内容创作工具普及化: 让非专业用户也能更容易地创作VR/AR内容。
- 成本下降与规模化: 硬件成本和内容获取成本需要进一步降低,以实现大规模普及。
- 伦理与隐私: 隐私保护(尤其是视觉数据收集)、数字成瘾、内容安全、数字鸿沟等社会伦理问题需要高度重视和解决。
- 虚实融合的未来: VR 和 AR 的技术界限会逐渐模糊(MR - 混合现实),最终共同塑造一个与现实世界无缝融合的数字化未来(空间互联网)。
总结
- VR 将持续深耕沉浸式体验,在硬件、交互、内容生态上持续精进,目标是成为连接虚拟世界(游戏、社交、工作空间)的终极入口。
- AR 则聚焦于增强物理世界,目标是让信息和服务无缝融入现实生活,最终演变为下一代移动计算平台(智能眼镜)。它将深刻变革我们工作、学习、生活和与世界互动的方式。
两者殊途同归,都是在推动人、数字世界和物理世界的深度融合,其发展将深刻影响几乎所有行业和我们的日常生活。 未来十年将是它们从技术探索和早期应用走向主流普及的关键时期。虽然挑战巨大,但潜力无限,科幻正在一点点变成现实。
虚拟现实技术在机器人臂灵巧手遥操作中的应用
将虚拟现实技术应用机器人臂/灵巧手遥操作系统中,完成了环境建模、人机接口、精确的图形碰撞检测和抓握稳定性分析,并实现了对虚拟环境中模型的实时误差
资料下载
姚小熊27
2021-05-06 15:51:25
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