首先聲明,增強現實AR是一種常見的呈現方式,AR眼鏡隻能算是其中一種比較酷炫、更科幻的顯示形式。
我們要站到更底層的地方、用更樸素的眼光去了解增強現實。
AR的特點是既能看到真實場景,又能看到虛拟圖像,甚至二者可以融合。要實現這個目的,其實并不難。
空間投影式
空間投影式(Spatial projection) | 圖源網絡
最簡單的方式小孩子都可以想出來,因為他們天馬行空、不受限制,而且他們經常見到,比如遊樂場裡面的互動沙池投影,小朋友們在沙池裡堆一個山坡,挖一片池塘,還能讓魚兒在池塘裡遊。
原理就是用投影器把虛拟圖像投到真實對象上,用傳感器去了解真實世界需要投影的對象的變化,真實和虛拟的圖像都呈現出來。
空間投影的好處就是實現簡單、成本較低,而且不需要屏幕,可以讓許多人共同參與。非常适合兒童學習、娛樂體驗。
缺點就是有地點限制,投影機投到這片區域才能看到,投影圖像分辨率低效果一般。
視頻透視式
視頻透視式(Video See-Through) | 圖源網絡
視頻透視式也叫電子透視式,是通過電子的方式進行虛實融合。最常見的就是手機AR應用。
通過手機的攝像機可以拍攝真實世界的物體,然後把這張圖片作為背景,再把虛拟圖像繪制到這個背景圖片上就完成了融合,然後顯示在手機屏幕上。
視頻透視的好處是硬件設備随處可見,手機人手一個,有用戶量這個基礎,圖像效果好。
缺點是手機屏幕就那麼大,手還要一直拿着手機來掃描。
光學透視式
光學透視式(Option See-Through) | 圖源網絡
光學透視是通過光學元件來實現虛實融合,目前的AR眼鏡就是這種方式。
通過一種既可以透光又可以反射的光學透鏡來實現虛實融合。我們通過透鏡可以看到真實世界,同時投影儀将虛拟信息投射到光學組合器上,組合器再将虛拟信息反射到我們眼裡。
光學透視的優點是做成眼鏡可穿戴,解放了雙手,符合未來世界的需求。
缺點是造價高、成像效果差、視野很小、圖像亮度差。
難點還有虛拟圖像和真實環境之間的遮擋關系,顯示出來會很奇怪,另外光的強度如何匹配的問題,無法很好地實現虛拟物體與真實環境的融合顯示。
這三種形式都可以實現增強現實的效果,依次代表着過去、現在、未來的三種方式。
空間投影式結合了過去投影方式的優點,适用于固定位置的輕度體驗;視頻透視式充分利用當今社會普及的電子産品,适合于移動設備的輕度使用;光學透視式是未來的發展方向,既可以應用在高端領域如軍事上,也可以普及到個人層面來使用,是三者之中最有潛力的技術。
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