增强现实

从计算机视觉角度深入解读了AR

增强现实(Augmented Reality,简称AR)和虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)概念的出现已经有几十年的历史了,然而VR/AR大量出现在科技媒体上吸引各方眼球也就是最近的事情。在本文中我们简单介绍一下这两个概念以及它们的历史,同时澄清一下它们的区别。

AR属不属于人工智能?看完本文你就懂了

AR/VR常作为孪生兄弟被相提并论,被普遍认为为应用层新技术或者说是“智能可穿戴设备”,相比人工智能相对的“算法”标签,显得不够有深度有内涵高大上,那AR和人工智能之间到底是什么关系?AR属不属于当下我们认知中的人工智能?

AR属不属于人工智能?看完本文你就懂了

2018年3月,上海市经济和信息化委员会公示了2018年第一批本市人工智能创新发展专项拟支持项目。“一共有19家创新企业入围,亮风台作为AR公司也入围此次支持项目”亮风台工作人员告诉青亭网,这不是AR企业第一次被划归到人工智能,但这种归类方式也并不常见。据了解此专项由经信委与市财政局联合开展,拟支持金额超过1亿。

简单梳理下AR的核心技术

AR(Augmented Reality),是在现实世界中叠加虚拟信息,也即给现实做“增强”,这种增强可以是来自视觉、听觉乃至触觉,主要的目的均是在感官上让现实的世界和虚拟的世界融合在一起。

小矮人游戏:PowerVR让AR变得简单

作者:Benny Har-Even

最近Imagination参加了GDC 2018大会,让广大游戏开发者有机会了解我们最新的硬件信息并学习我们最新推出的突破性的开发者工具 。在我们的展台,我们展示了一些Demo,其中一个就是AR应用:“小矮人游戏”(这样命名除了双关语外没有其他原因)。这个Demo展示了如何直接使用PowerVR GPUs来创建AR应用。

自从2016年夏天以来,Pokemon Go(口袋妖怪)得到了公众广泛的喜爱,可以很公平的说,AR仍然在寻找突破性的应用,而且很多人相信它对于全新的令人兴奋的应用仍然有很大的潜力。

对于创建AR应用,开发者有很多平台可以选择,其中最受欢迎的莫过于iOS ARKit、ARCore和Vuforia。我们的应用使用的是后者,因为与ARCore不同的是:它不需要Google来限定首次运行的设备,因此它更加的灵活。我们选择的平台是魅族Pro 7 Plus,它采用的是联发科Helio X30芯片组,集成了PowerVR Series7XT Plus GPU。

增强现实系统的三大关键技术是什么?

增强现实系统的主要任务是进行真实世界和虚拟物体的无缝融合,需要解决真实场景和虚拟物体的合成一致性问题。为了确保真实世界和虚拟对象的无缝融合,根据Ronald Azuma对增强现实技术的定义,在AR应用系统开发中必须要解决好三大关键问题和三项关键技术。

1. 增强现实应用系统开发三大关键问题

增强现实应用系统开发的三大关键问题是如何解决真实场景和虚拟物体在几何、光照和时间方面的一致性问题。几何一致性是解决虚拟对象和真实场景在空间中的一致性,是最基本的要求;光照一致性是虚实融合场景真实感绘制的要求;时间一致性是实现实时交互的要求。在三大问题中,几何一致性和时间一致性是研究光照一致性的前提,因为只有高效、实时恢复场景的几何表示,才能进行精确的光照恢复,才能够得到具有强烈真实感的融合效果。

2. 增强现实应用系统开发的三大关键技术

根据Ronald Azuma提出的增强现实的定义,增强现实应用系统开发的三大关键技术可总结为三维注册技术、虚实融合显示技术以及人机交互技术。为了解决好增强现实应用系统开发中面临的三大关键问题,必须解决好三大关键技术。

增强现实技术漫谈——研究内容全面解析

本文介绍的增强现实相关的研究内容,包括但不限于介绍到的这些内容。增强现实是一个多学科交叉的研究领域,内容纷繁复杂,选取其中某个点深入下去都可以作为长久的研究课题。

1、增强现实技术初探

增强现实技术主要包括图示的研究内容,当然还有一些比较生僻的内容没有列出来。

增强现实技术漫谈——研究内容全面解析

2、增强现实研究内容分解

2.1 显示技术

2.1.1 近眼式显示设备

近眼显示设备主要是指头盔显示器。头盔显示器主要分为两种:光学透射式头盔显示器和视频透射式头盔显示器。当然如果按照显示器件数量,也可以划分为单目头盔显示器和双目头盔显示器。这里主要讨论光学式(左)和视频式(右)的区别。

VR中的Redirection

在虚拟现实(Virtual Reality,VR)中,很重要的一点就是用户的在虚拟环境中的漫游(navigation)。除了固定视点的VR电影,一般的VR应用,特别是游戏或者其他交互式的应用,都会依赖于用户在虚拟环境中不断的移动、改变视角来带来探索的体验。

当下VR应用中,最流行的漫游方式有两种:

一种是使用“传送门”,比如玩家用手柄在3D空间中直接选择目的地,系统就会把玩家直接传送到被选择的地方;

一种是一比一的实际的移动,用户在房间里走一步,在虚拟的环境中就走一步,这一般需要更强一些的硬件支持,比如HTC Vive的Lighthouse定位器,并且需要较大的实际空间。两种方式可以结合起来,短距离内的移动使用一比一的移动方式,长距离的移动使用传送门的方式。

VR系统中一个很大的问题或者挑战就是,在有限的实际空间下,如何让玩家能进行虚拟空间里的无限漫游。今天要说的Redirection(又叫directed walking)1就是一个有趣的解决思路。Redirection是“重定向”的意思。它的目的是让玩家在有限的空间内能够“无限地行走”,而不会撞墙。

【扫盲】AR、VR、MR、CR这些你分得清吗?

随着人工智能的大爆发,虚拟现实、增强现实等之前从未听说过的词语逐渐走进人们的视野,商场中经常碰到的VR眼镜体验游戏等,让人感觉这些技术触手可及。除了VR(虚拟现实)、AR(增强现实)之外,还有MR(混合现实)、CR(影像现实)等,这些词究竟有什么区别?

VR虚拟现实(Virtual Reality)

虚拟现实的核心在于“虚拟”二字,即其通过计算机创造一个虚拟的三维空间,并且通过技术手段,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等多种感官的模拟,让人们产生错觉误认为该空间为真实存在的。使用者如临其境般进入一个完全人造的三维世界。

也就是说,在VR应用中,用户看到的景物、目标、物体、人类等通通是假的,高科技把我们的意识带入虚拟世界。

在交互过程中,因为VR是纯虚拟场景,所以VR装备更多的是用于用户与虚拟场景的互动交互,常见设备如:位置跟踪器、数据手套(5DT之类的)、动捕系统、数据头盔等等。

VR的核心技术即graphics,因为它可以带来浸入式的体验,其主要探索方向在电影,视频直播、游戏、旅游、商业应用、教育、医学等领域。

编者按:智能手机和 4G 网络的普及极大地改变了我们的社会和经济生活,而增强现实技术则将创造出下一代互联网形式,一种我们可以在其中生活、工作和互动的 3D 空间媒介。因此,人机互动也将发生重大改变。

本文作者 Michael Park 采访了几位 AR 领域的企业家,并给出了AR 改变人机互动的三种主要方式。

在过去十年时间里,智能手机和 4G 网络的普及可以说是以一种戏剧性的方式改变了我们的社会和经济生活。社会变迁最明显的一个体现就是人们盯着手里小小的 2D 屏幕,或轻点、或按键或滑动的情景随处可见。

增强现实(AR)技术的兴起将创造出下一代互联网形式,一种 3D 空间媒介,我们可以在其中生活、工作和互动。正因为如此,人机互动(HCI)也将发生永久的改变,主要是通过以以下三种方式:

1、我们生活的世界将会形成一个 3D 互联网络

2、世界将成为一个沉浸式的设计工作区

3、我们在现实世界的身份将进一步与数字世界相互交织到一起

很明显,面向消费者和企业技术领域的下一件大事情就是能够将交互式数字 3D 物体覆盖到现实世界中的 AR 智能眼镜。那当这些成为主导形式因素时,我们的生活又会发生怎样的变化?在这篇文章中,我们采访了几位 AR 企业家,他们认为 AR 将通过以上三个核心方式显著改变人机互动。

虚拟和增强现实:哪一个才更适合你?

(Ben) 虚拟现实和增强现实都是值得关注的新技术,它们在体验方面也拥有一些相似之处,比如都能够代替传统的2D屏幕。当然,两种技术还是存在不小差异的,这可能会令一些用户感到混淆,那么哪一种才是更适合你的产品呢?我们不妨来简单分析一下。

都是新的屏幕替代方式

首先,我们来看看虚拟现实。目前众多周知的虚拟现实头戴显示器,从本质上来说依然是显示器,只不过采用更适合人眼观感的两块分隔式设计,再辅以头部追踪传感器、空间定位传感器等,实现视角追踪。

增强现实则略有不同。如微软的HoloLens,它采用的半透明透镜能够让用户观看到现实场景的同时,生成虚拟图像,而更先进如Magic Leap,则提出了视网膜投射虚拟图形的概念。总而言之,增强现实会让用户看到叠加在现实场景中的3D图像,这是与虚拟现实全封闭显示的最大不同。

细微的定位差异

技术上的不同自然会带来体验差异,也会影响产品的定位。目前,大部分虚拟现实显示器均主打游戏功能,用户能够完全沉浸在游戏中,尤其是一些第一人称视角的游戏更是如此。当然,Facebook还在筹划虚拟社交应用,一些软件厂商也推出了如虚拟旅行等内容。总之,虚拟现实是要完全摆脱现实世界,才是成功的表现。

AR试妆正在逐渐普及

AR试妆,或者说AR美妆,主要是利用人脸识别技术,来跟踪面部关键点,如眼睛、鼻子、嘴巴、甚至是眼睫毛的位置,再通过增强现实技术呈现出化妆的效果,覆盖的美妆产品包括口红、眼线、眼影、眉毛、腮红、粉底等等。

对美妆品牌来说,AR试妆不仅仅能够为消费者提供新奇的互动体验,更重要的是它能引导和刺激消费者更快做出购买决策。

目前国内美妆市场已经有很多AR营销案例,不论是线上试妆还是线下体验都有涉及,一些品牌也逐渐开始将AR试妆技术融入在线商城、门店体验、产品APP中。

转换率,是当下AR试妆用来吸引品牌商合作的关键支撑。

一个经常被引用的数据来自独立研究公司Intage的一份调查:在日本,使用AR彩妆App用户的购物转化率是不使用App用户的1.6倍,前者的花费是后者的2.7倍。App中的AR试用功能使得美妆的销售额提升了2-6倍。

医疗数字技术供应商ModiFace曾搜集了75个的美容零售商和品牌的数据,结果表明,引入了AR技术后,品牌和零售商的线下销售额平均增长率为84%,互动时长增长了117%。

纽约数字情报公司L2 Inc。联合创始人Maureen Mullen据此认为,AR技术将会于未来2、3年内在美妆行业中大范围普及。

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