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“增强现实”探秘:现实与虚拟的融合 2013-06-07 | Views(2663)

增强现实的概念

增强现实又名扩境实增,英文名称Augmented Reality,在很多文档中又被简写成AR。增强现实指的是在现实的基础上,通过计算机处理能力,将虚拟的数据叠加在现实环境当中,利用同一个画面进行显示而带来的一种全新交互模式,而这些虚拟数据信息就是用来增强用户对现实环境存在元素的直观理解。根据实际功能的差异,增强现实产品在设计和研发的过程中会使用到三维立体显示、交互技术、传感技术以及多媒体技术,而目前的增强现实产品多以穿戴式计算设备或手持设备的形态存在。

增强现实系统的实现方式

增强现实系统完整的运行需要借助软硬件的连接和协调,首先需要借助摄像头对现实环境图像和信息进行捕捉,然后输入处理系统,再借助应用处理器对捕捉到的数据信息进行加工处理,叠加进虚拟辅助数据,然后再通过显示输出设备进行输出。

现有的增强现实产品虽然形态不一,但是在实现方式上都保持这高度的一致,不管是谷歌眼镜还是杂志内容的新交互,都离不开这套完整的流程,唯一的区别在于操作方式上的主动和被动。比如谷歌眼镜,是通过主动捕捉外界图像,进行数据处理与整合,再输出到用户的视线范围内,而杂志上的增强现实广告则可以理解为被动式的处理逻辑,首先其内容已经由提供商固定,用户所做的就是通过对应的设备来读取这些内容,而不具备主动式增强现实设备那样相对自主的可定制特性。从某种程度上,又可以将被动式的增强现实理解成二维码的高进阶。

增强现实与二维码的关系

QR和AR,也就是二维码和增强现实如果单从字面上来看,两者仅仅只是英文缩写上有一定的关联,但是无论英文全称还是中文名称,都看不出任何直接的关系。QR的英文全称为Quick Response,意为快速反应,而AR的英文全称为Augmented Reality,意为增强现实或者扩境实增。但之所以将AR称之为QR的高级进阶版,是因为被动式的增强现实产品在实现方式上不仅继承了二维码的交互方式,而且对内容输出的支持范围进行了扩大,加入了更多对富媒体输出的支持。

一般情况下,二维码图案通过不同的几何图形排布方式,实现文本、超链接和图像等基础内容的显示,表现形式上则主要是千篇一律的二维码图案。被动式增强现实产品不需要特定的几何图形排布,内容提供商可以按照想要实现的效果来定制合适的图案以及尺寸,利用专门的应用软件即可读取对应的内容,内容的类型可以是文本、超链接,也可以是图像、视频甚至是3D动画。二维码和被动式增强现实产品都有一个共同的特性即唯一性,每个图案只能代表一条特定的信息。

增强现实实例

硬件篇

谷歌眼镜

你看到的不只是风景,还是一副地图。

谷歌眼镜项目由谷歌提出,用于开发增强现实的头戴式显示器(Head-mounted display, HMD)。Google Glass的预期目的,是希望用眼镜取代智能手机的屏幕,并且允许使用自然语言来与互联网交互。谷歌眼镜并不单纯的定位为增强现实产品,更准确的说应该为兼容增强现实功能的穿戴式计算设备。未来,谷歌眼镜在现实增强方面可以有很多应用空间,比如用于视距测算,在传统眼镜的基础上,加入距离、风向、海拔等数据分析模块,将谷歌眼镜变身为可穿戴的GPS设备。与此同时,谷歌眼镜也可以在医疗领域发挥功效,通过对环境图像和元素的捕捉,转录为音频信号,提供给盲人用户。同样的,谷歌眼镜还可以将声音信号,转变为图像和文字信号,提供给有听力缺陷的用户。

Kinect投影仪

把虚拟游戏世界搬到现实生活当中,把自己融入到游戏世界。

Kinect投影和谷歌眼镜不同的地方在于微软并没有将这项技术正式投入到应用领域。Xbox One发布会上,新款Kinect仅仅只是携带了更加出众语音录入和体感捕捉技术亮相,外界依旧没有看到太多和增强现实相关的功能,但Kinect在虚拟现实方面却留给了用户广阔的遐想空间。据悉,下一代Kinect技术可以通过3D投影实现虚拟环境和现实环境的叠加,将房间渲染成为真实的游戏场景,为用户提供超现实的游戏体验。有媒体在报道中称,Kinect 3D投影增强现实将采用3D深度摄影机技术,通过测量被用户身体阻挡的红外线来确定用户的动作和位置,再利用传感器回传至应用处理器当中进行计算输出。与此同时,为了将输出的图像传输至用户端,未来的Kinect外设还将会配备眼镜产品。

全息投影

在手掌上,体验拨打电话的乐趣。

全息投影又被称之为虚拟成像技术,是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。实际上,全息投影又可以看成是扩增实境的一个典型案例。因为全息投影就是将虚拟的信息和数据叠加在现实环境中营造出的视觉效果,不同的地方在于全息投影目前在交互幻觉上稍微欠缺,不过现在也已经有了很多关于全息投影交互的设想,比如前面提到的谷歌眼镜,很多业内人士猜测未来谷歌可能会给谷歌眼镜项目加入全息投影技术,将很多重要的用户界面投影至实物上,比如将键盘投射在手上,方便用户直接利用全息投影来完成人机交互。与此同时,在很多电影中,比如《钢铁侠》系列中很多悬浮在空气中的触控显示屏,在未来一样有可能借助全息投影来实现,进而将更多的实体产品,通过全息投影的方式,以虚拟的形式纳入现实生活当中,再复原传统的交互方式,推进人机交互的革命性变化。对此,微软很早就拿出了自己的概念,在微软愿景系列广告《未来2019》当中,就曾提到过众多与之相关的增强现实概念。

软件篇

Minecraft Reality

利用AR,轻松把设计作品搬至现实场景当中。

Minecraft是一款积木建造类型的游戏,玩家可以按照游戏内给出的控件自行搭建任何类型的物体,建立自己的王国和世界。由于这是一款智力开发性质的游戏,一度被手游玩家热捧。但让人感到不可思议的并不是这款游戏的本身,而是游戏开发商Mojang和13th Lab合作,推出了另外一款更不可思议的产品——Minecraft Reality。Minecraft Reality可以抓取玩家在Minecraft游戏中搭建完成的模型,然后利用应用程序内置的拍摄功能来捕捉真实场景,允许用户将游戏模型和真实场景进行定制、融合,构成完整的增强现实流程。虽然游戏的画面并不精细,效果也相对粗糙,但却勾勒出了一个非常有意思的趋势,未来很多完全依赖3D建模的工作,可以借助增强现实产品,将很大一部分流程转移至与现实场景的融合当中,让最终的效果更佳的逼真且更具有说服力,同时节约大量的人力和物力,比如房地产业的楼盘规划,设计师手中的产品模型。

诺基亚城市万花筒

走到哪,周边商户提示就跟到哪。

如果说将很多虚拟的用户界面或者交互元素叠加到现实环境当中过于抽象,那么诺基亚城市万花筒这款应用就可以用直观的形式来表达增强现实的内涵。这款应用和以往很多基于地理位置的LBS在使用上略微有所不同,当用户身处某个位置的时候,如果将手机正对前方,应用程序将会自动调用摄像头,来捕捉现实场景,然后直接将地理位置周边相关的餐饮、酒店和娱乐设施标注在摄像头捕捉的真实环境当中,虽然这个过程中会涉及到传感器、陀螺仪、摄像头以及应用处理器等硬件,但展现在用户面前的实际上只有两个层次,一个是现实场景,而另一个就是事先存储在服务器当中的周边商户信息,当用户的地理位置被绝对定位之后,这些数据信息就可以自动的和现实场景的绝对位置进行叠加,而这就是增强现实的典型代表之一。

广告解决方案metaio SDK

扫一扫,才会看到更生动的广告内容。

传统的广告对消费者来说已经习以为常,甚至铺天盖地的广告会让人感到麻木,但当面对一些新型广告的时候,比如一个简单的图案或者Logo,只需要用手机轻微一扫,就可以获得丰富的信息和内容,你是不是会更动心?实际上,这样的广告展现形式所采用的就是现实增强技术,也就是我们之前提到的类似二维码的被动式增强现实实例。目前,扩增实境解决方案开发商metaio就专门提供了一套完整的扩增实境应用程序开发包,广告主可以按照metaio SDK来设计应用程序以及配套的广告内容和可供扫描的图片,这些图片既可以插播在流媒体当中,投放在电视、互联网平台,也可以投放在报刊、杂志和书籍之上,消费者只需要按照指引,拿出手机扫描一下对应的图案,就可以获得丰富的交互内容。到目前为止,起亚、宜家和VOGUE GQ杂志等广告主都已经开始小范围的涉足这种被动式的增强现实广告展现方式。随着这种交互方式的普及,未来还会有更多的厂商和广告主参与到增强现实这座“金矿”当中。

结语

2013年,有媒体预测将成为增强现实年,这是因为大量具备优秀计算能力的智能手机和穿戴式计算设备先后问世,应用开发商对增强现实的理解也趋于成熟。尽管目前的增强现实还属于小规模和低层次的发展阶段,但是技术的演变必须要经过一个由不成熟到成熟,从不被接受再到广为人知,最后被用户欣然接受这样的流程。另外,通过对现实环境的虚拟数据和信息的叠加,增强现实在给消费者和用户带来了极大的便利的同时,也可以引发人们对未来世界交互体验的向往。如果有一天,当你看到大街上某个人在对着空气指手画脚,不要惊奇,也许他就是一个增强现实的忠实追随者。

转载自:腾讯-数码频道

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