AR硬件核心及技術(shù)瓶頸最新解讀

　　不可否認(rèn)的是，目前真正意義上的AR硬件成本十分之高，而提供給用戶的智能手機(jī)AR體驗(yàn)依舊處于十分簡(jiǎn)陋的水平。

　　AR硬件的各種形態(tài)

　　手持設(shè)備

　　手持設(shè)備的代表就是智能手機(jī)，天然包含了AR所需的各種元素：陀螺儀，gps，相機(jī)，以及強(qiáng)大的處理器。但是智能手機(jī)從交互方式來(lái)看還是存在很大的限制。

　　固定式AR設(shè)備

　　在商店里脫掉衣服試穿新衣已經(jīng)成為過(guò)去，這多虧了一項(xiàng)高科技革新。俄羅斯的一家公司發(fā)明了一款虛擬試衣鏡，當(dāng)購(gòu)物者站在屏幕前的時(shí)候，虛擬試衣鏡會(huì)將試穿以后的三維圖像放映出來(lái)。不需要移動(dòng)就可以更換服裝的款式，只需要簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)屏幕上的按鈕，就可以更換衣服。

　　固定式AR系統(tǒng)適用于固定場(chǎng)所中需要更大顯示屏或更高分辨率的場(chǎng)景。與移動(dòng)AR設(shè)備不同的是，這些極少移動(dòng)的系統(tǒng)可以搭載更加先進(jìn)的相機(jī)系統(tǒng)，因此能夠更加精確地識(shí)別人物和場(chǎng)景。

　　頭戴式顯示器（HMD）

　　HMD代表著另一種快速發(fā)展的AR硬件類(lèi)型。HMD由一個(gè)頭戴裝置（如頭盔），以及與之搭配的一塊或多塊（微型）顯示屏組成。HMD將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬物體的畫(huà)面重疊顯示在用戶視野中。換而言之，用戶不會(huì)直接看到現(xiàn)實(shí)，看到的是現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)視頻畫(huà)面。

　　空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（SAR）

　　空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（SAR）系統(tǒng)的虛擬內(nèi)容直接投影在現(xiàn)實(shí)世界中。SAR系統(tǒng)往往固定在自然中。任何物理表面，如墻、桌、泡沫、木塊甚至是人體都可以成為可交互的顯示屏。隨著投影設(shè)備尺寸、成本、功耗的降低以及3D投影的不斷進(jìn)步，各種全新的交互及顯示形式正在不斷涌現(xiàn)。

　　智能眼鏡

　　智能眼鏡實(shí)際上是帶有眼鏡、屏幕、相機(jī)和話筒的一個(gè)集成設(shè)備。根據(jù)這一概念，用戶的現(xiàn)實(shí)世界視角被AR設(shè)備截取，增強(qiáng)后的畫(huà)面重新顯示在用戶視野中。AR畫(huà)面透過(guò)眼鏡鏡片，或者通過(guò)眼鏡鏡片反射，從而進(jìn)入眼球。智能眼鏡技術(shù)最為突出的例子是谷歌眼鏡和Vuzix M100。

　　AR產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　虛擬模型輸出真實(shí)世界

　　AR硬件關(guān)鍵技術(shù)

　　1、物體檢測(cè)和識(shí)別

　　物體檢測(cè)和識(shí)別的目的是發(fā)現(xiàn)并找到場(chǎng)景中的目標(biāo)。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，常見(jiàn)的檢測(cè)和識(shí)別任務(wù)有，人臉檢測(cè)、行人檢測(cè)、車(chē)輛檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別、生物識(shí)別、情感識(shí)別、自然場(chǎng)景識(shí)別等。

　　技術(shù)難點(diǎn)：缺乏足夠的數(shù)據(jù)達(dá)到深度學(xué)習(xí)的成熟階段。

　　2、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示技術(shù)

　　視頻透視式頭盔顯示器通過(guò)安裝在頭盔上的微型攝像頭獲取外部真實(shí)環(huán)境的圖像，也就是通過(guò)攝像頭來(lái)采集真實(shí)場(chǎng)景的圖像進(jìn)行傳遞。

　　光學(xué)原理的透視式頭盔顯示器的基本原理則是通過(guò)安裝在眼前的一對(duì)半反半透鏡融合呈現(xiàn)出真實(shí)場(chǎng)景和虛擬場(chǎng)景。

　　這種不采用屏幕來(lái)做載體的顯示方式，通過(guò)記錄并復(fù)現(xiàn)光場(chǎng)來(lái)完成虛擬物體的顯示。通過(guò)呈現(xiàn)不同深度的圖像，使用戶在觀察近景或遠(yuǎn)景時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)的對(duì)焦，這也是光場(chǎng)顯示的一大優(yōu)點(diǎn)。

　　技術(shù)難點(diǎn)：各方案各有優(yōu)劣，光場(chǎng)技術(shù)更值得期待

　　巨頭的AR布局

　　蘋(píng)果

　　蘋(píng)果已經(jīng)在AR領(lǐng)域進(jìn)行過(guò)一些并購(gòu)交易。2015年5月，蘋(píng)果收購(gòu)了一家名為Metaio的德國(guó)AR公司。該公司主要開(kāi)發(fā)基于智能手機(jī)的AR應(yīng)用軟件，比如其曾經(jīng)開(kāi)發(fā)一款讓家具視覺(jué)化呈現(xiàn)的工具。該公司被收購(gòu)之后，實(shí)體被注銷(xiāo)，人員融入了蘋(píng)果的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。2014年年底，蘋(píng)果收購(gòu)了一家從事臉部視覺(jué)識(shí)別的公司——FaceShift，該公司的技術(shù)能夠利用攝像頭對(duì)用戶臉部圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)捕捉，甚至可以生成虛擬的頭像。

　　微軟

　　微軟應(yīng)該算是布局AR比較超前的巨頭公司，其在2015年就推出了AR頭盔HoloLens，開(kāi)發(fā)者版已經(jīng)開(kāi)啟預(yù)訂，售價(jià)為3000美元。

　　谷歌

　　谷歌當(dāng)前在VR領(lǐng)域比較活躍，如推出硬件產(chǎn)品 Cardboard頭盔，YouTube上線360度全景視頻功能，還提供Tilt Brush、Jump和Assembler等VR小應(yīng)用，方便幫助開(kāi)發(fā)者創(chuàng)新新的VR體驗(yàn)，但這并不意味著谷歌放棄了AR市場(chǎng)。

　　谷歌和聯(lián)想合作，推出Project Tango項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在賦予智能手機(jī)3D繪圖和創(chuàng)造AR體驗(yàn)的能力。Tango智能手機(jī)將于今年年終發(fā)貨，相當(dāng)于是一個(gè)完整功能的AR設(shè)備。除了自身開(kāi)發(fā)AR項(xiàng)目，谷歌還投資了AR創(chuàng)業(yè)公司Magic Leap。

　　AR存在的瓶頸

　　1、技術(shù)層面

　　對(duì)于AR而言，解決注冊(cè)任務(wù)是最核心的問(wèn)題。注冊(cè)對(duì)精度的要求極為嚴(yán)格：由于AR應(yīng)以實(shí)時(shí)、六個(gè)自由度的形式將虛擬信息和現(xiàn)實(shí)信息相融合，即便是輕微的注冊(cè)失準(zhǔn)都會(huì)造成組合視圖難以容忍的失真。因此，移動(dòng)AR存在兩大難點(diǎn)：注冊(cè)必須極為精準(zhǔn)，注冊(cè)對(duì)計(jì)算能力和內(nèi)存的利用必須極為高效。

　　2、市場(chǎng)層面

　　智能手機(jī)是AR目前進(jìn)入C端市場(chǎng)最好的切入點(diǎn)

　　但智能手機(jī)式的純軟件AR體驗(yàn)存在的問(wèn)題如下

　　①相機(jī)質(zhì)量與成像處理。

　　②電量消耗

　　③網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)性

　　④可視化與交互的可能性

　　總結(jié)

　　AR目前看來(lái)會(huì)是一個(gè)不遜于VR的未來(lái)市場(chǎng)，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更早一步實(shí)現(xiàn)全民化。

　　但是不可否認(rèn)的是，目前真正意義上的AR硬件成本十分之高，而提供給用戶的智能手機(jī)AR體驗(yàn)依舊處于十分簡(jiǎn)陋的水平。對(duì)標(biāo)VR的入門(mén)級(jí)產(chǎn)品眼鏡盒子，不論從市場(chǎng)成熟度還是體驗(yàn)來(lái)說(shuō)，也有不小的差距。

　　不過(guò)未來(lái)可以預(yù)見(jiàn)的是，AR的應(yīng)用市場(chǎng)確實(shí)比VR更為廣泛，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)更容易成為工具類(lèi)的產(chǎn)品被帶入現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景。

　　目前看來(lái)AR與人工智能也有一定的技術(shù)重疊，短期內(nèi)我們?cè)陉P(guān)注人工智能的同時(shí)，也可以從側(cè)面去觀察AR的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程，再在合適的時(shí)候介入布局。