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解析AR硬件核心及技术瓶颈,离全民化还有多大差距?

2016-07-29 Even 投哪儿 阅读:
不可否认的是,目前真正意义上的AR硬件成本十分之高,而提供给用户的智能手机AR体验依旧处于十分简陋的水平。

AR硬件的各种形态t5jednc

手持设备t5jednc

手持设备的代表就是智能手机,天然包含了AR所需的各种元素:陀螺仪,gps,相机,以及强大的处理器。但是智能手机从交互方式来看还是存在很大的限制。t5jednc

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固定式AR设备t5jednc

在商店里脱掉衣服试穿新衣已经成为过去,这多亏了一项高科技革新。俄罗斯的一家公司发明了一款虚拟试衣镜,当购物者站在屏幕前的时候,虚拟试衣镜会将试穿以后的三维图像放映出来。不需要移动就可以更换服装的款式,只需要简单的旋转屏幕上的按钮,就可以更换衣服。t5jednc

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固定式AR系统适用于固定场所中需要更大显示屏或更高分辨率的场景。与移动AR设备不同的是,这些极少移动的系统可以搭载更加先进的相机系统,因此能够更加精确地识别人物和场景。t5jednc

头戴式显示器(HMD)t5jednc

HMD代表着另一种快速发展的AR硬件类型。HMD由一个头戴装置(如头盔),以及与之搭配的一块或多块(微型)显示屏组成。HMD将现实世界和虚拟物体的画面重叠显示在用户视野中。换而言之,用户不会直接看到现实,看到的是现实的增强视频画面。t5jednc

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空间增强现实系统(SAR)t5jednc

空间增强现实(SAR)系统的虚拟内容直接投影在现实世界中。SAR系统往往固定在自然中。任何物理表面,如墙、桌、泡沫、木块甚至是人体都可以成为可交互的显示屏。随着投影设备尺寸、成本、功耗的降低以及3D投影的不断进步,各种全新的交互及显示形式正在不断涌现。t5jednc

智能眼镜t5jednc

智能眼镜实际上是带有眼镜、屏幕、相机和话筒的一个集成设备。根据这一概念,用户的现实世界视角被AR设备截取,增强后的画面重新显示在用户视野中。AR画面透过眼镜镜片,或者通过眼镜镜片反射,从而进入眼球。智能眼镜技术最为突出的例子是谷歌眼镜和Vuzix M100。t5jednc

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AR产品系统结构t5jednc

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虚拟模型输出真实世界t5jednc

AR硬件关键技术t5jednc

1、物体检测和识别t5jednc

物体检测和识别的目的是发现并找到场景中的目标。在增强现实领域,常见的检测和识别任务有,人脸检测、行人检测、车辆检测、手势识别、生物识别、情感识别、自然场景识别等。t5jednc

技术难点:缺乏足够的数据达到深度学习的成熟阶段。t5jednc

2、增强现实的显示技术t5jednc

视频透视式头盔显示器通过安装在头盔上的微型摄像头获取外部真实环境的图像,也就是通过摄像头来采集真实场景的图像进行传递。t5jednc

光学原理的透视式头盔显示器的基本原理则是通过安装在眼前的一对半反半透镜融合呈现出真实场景和虚拟场景。t5jednc

这种不采用屏幕来做载体的显示方式,通过记录并复现光场来完成虚拟物体的显示。通过呈现不同深度的图像,使用户在观察近景或远景时,可以实现主动的对焦,这也是光场显示的一大优点。t5jednc

技术难点:各方案各有优劣,光场技术更值得期待t5jednc

大公司在AR的布局t5jednc

苹果t5jednc

苹果已经在AR领域进行过一些并购交易。2015年5月,苹果收购了一家名为Metaio的德国AR公司。该公司主要开发基于智能手机的AR应用软件,比如其曾经开发一款让家具视觉化呈现的工具。该公司被收购之后,实体被注销,人员融入了苹果的开发团队。2014年年底,苹果收购了一家从事脸部视觉识别的公司——FaceShift,该公司的技术能够利用摄像头对用户脸部图像进行实时捕捉,甚至可以生成虚拟的头像。t5jednc

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微软t5jednc

微软应该算是布局AR比较超前的巨头公司,其在2015年就推出了AR头盔HoloLens,开发者版已经开启预订,售价为3000美元。t5jednc

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谷歌t5jednc

谷歌当前在VR领域比较活跃,如推出硬件产品 Cardboard头盔,YouTube上线360度全景视频功能,还提供Tilt Brush、Jump和Assembler等VR小应用,方便帮助开发者创新新的VR体验,但这并不意味着谷歌放弃了AR市场。t5jednc

谷歌和联想合作,推出Project Tango项目。该项目旨在赋予智能手机3D绘图和创造AR体验的能力。Tango智能手机将于今年年终发货,相当于是一个完整功能的AR设备。除了自身开发AR项目,谷歌还投资了AR创业公司Magic Leap。t5jednc

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AR存在的瓶颈t5jednc

1、技术层面t5jednc

对于AR而言,解决注册任务是最核心的问题。注册对精度的要求极为严格:由于AR应以实时、六个自由度的形式将虚拟信息和现实信息相融合,即便是轻微的注册失准都会造成组合视图难以容忍的失真。因此,移动AR存在两大难点:注册必须极为精准,注册对计算能力和内存的利用必须极为高效。t5jednc

2、市场层面t5jednc

智能手机是AR目前进入C端市场最好的切入点t5jednc

但智能手机式的纯软件AR体验存在的问题如下t5jednc

①相机质量与成像处理。t5jednc

②电量消耗t5jednc

③网络依赖性t5jednc

④可视化与交互的可能性t5jednc

总结t5jednc

AR目前看来会是一个不逊于VR的未来市场,甚至有人在最近大肆吹捧AR的美好前景以及其甚至可能比VR更早一步实现全民化。t5jednc

但是不可否认的是,目前真正意义上的AR硬件成本十分之高,而提供给用户的智能手机AR体验依旧处于十分简陋的水平。对标VR的入门级产品眼镜盒子,不论从市场成熟度还是体验来说,也有不小的差距。t5jednc

不过未来可以预见的是,AR的应用市场确实比VR更为广泛,对于消费者来说更容易成为工具类的产品被带入现实生活场景。t5jednc

目前看来AR与人工智能也有一定的技术重叠,短期内我们在关注人工智能的同时,也可以从侧面去观察AR的技术发展进程,再在合适的时候介入布局。t5jednc

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