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TUhjnbcbe - 2023/10/20 17:04:00
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分享创新思想

报道超级创客

人类的想象力是无穷的,可以冲破时空和物质限制。

我们创造过很多文学作品,用脑洞和超前的眼光,精准预测了未来。

如果说VR概念源于《皮格马利翁的眼睛》,那么AR概念则源于《彩虹尽头》。

上面这段文字,就出自于弗诺·文奇的雨果奖获奖作品《彩虹尽头》。在这段描写中,一共出现了四个「人」——阿尔弗雷德·瓦茨、甘布克·布赖恩、安达庆子和一只「兔子」。他们约在巴塞罗那市中心见面。当然,只有阿尔弗雷德一个人是真的到了这个地点,而其他三位均远在千里之外。

弗诺·文奇曾多次预测了互联网的发展趋势,在他描写的这个世界里,虚拟与现实已经完美地叠加在一起。这就是AR,增强现实。

我们讲过,VR\AR\MR都是“虚拟现实”概念下的分支,它们的核心技术、产品形态、应用场景不同,但是最终目的殊途同归,都是为了反映人的精神世界、真实世界和虚拟世界之间的关系。

今天,就讲一讲AR,增强现实。

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AR发展简史

先简单介绍一下AR发展史。

第一套AR系统,AR设备,出自美国计算机图形学之父——苏泽兰(IvnSutherlnd)之手。

年,苏泽兰发明了设备,叫达摩克利斯之剑(SwordofDmocles)。这个设备很重,需要由一副机械臂吊在人的头顶,集合了虚拟现实几大要素:视觉有立体感、能生成虚拟画面、能跟踪头部运动、能生成模型。

透过这个设备,可以看到一个虚拟的立方体,这个立方体是实时计算渲染出来的,除了这个立方体以外,画面里其他场景都是实景。

透过达摩克利斯之剑,可以看到一个虚拟的立方体

进入90年代,波音公司的研究人员汤姆TomCudell和同事在论文中首次使用增强现实(AugmentedRelity)这个词,意思是将计算机呈现的元素覆盖在真实世界上。

随后几年,AR开始在专业领域崭露头角。

比如,年,美国空*的路易斯·罗森伯格开发出了VirtulFixtures,用来远程操作机器;年,AR技术亮相艺术圈,真人舞者和投影到舞台上的虚拟内容互动,在光影中婆娑。

年,北卡大学罗纳德·阿祖玛发布了第一个关于增强现实的报告。强调了AR三大特征:让虚拟和现实结合;实时互动;3D注册(就是虚拟物体在真实物体上的准确定位)。

同期,哥伦比亚大学的史蒂夫·芬纳等人发布了第一个室外移动增强现实系统——游览机器(TouringMchine)。系统配备头戴式显示器、GPS追踪器、笔记本电脑和一台掌上电脑,功能类似一个导游。人们可以通过设备了解大学里建筑的基本信息和选课情况。

当时,因为技术有限,人们能看到的讲解画面很粗糙。

通过游览机器,人们能看到的讲解画面很粗糙

近年,日本微电影《hyperrelity》呈现了一个AR技术大爆炸的未来,人们眼里的世界和年透过TouringMchine看到的世界异曲同工,只是更加精致丰富。

年,AR第一次用于直播。让屏幕上出现一些标识来辅助我们看体育节目。今天,我们看游泳比赛时,每个泳道会显示出选手的名字、国旗以及排名,用的就是AR技术。

非常值得一提的是,年,一场AR应用革命发生了。奈良先端科学技术学院的加藤弘一教授和MrkBillinghurst共同开发了第一个AR开源框架:ARToolKit。

除了研究机构以外,普通程序员也都可以用这个框架开发自己的AR应用。

直到今天,ARToolKit依然是最流行的AR开源框架。

让AR走出实验室,走向大众应用,这个项目功不可没。

进入21世纪,AR技术相继在游戏、浏览器、广告领域亮相。

从年至今,谷歌发布颠覆级的头戴设备GoogleGlss,任天堂发布网红游戏AR手游《PokémonGO》,MgicLep制作的“鲸鱼跃出篮球场地面”的视频惊艳全球,苹果打造最大AR开发平台ARKit……

MgicLep宣传视频的截图

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AR核心技术

AR的核心技术主要集中在视觉,主要是:识别追踪技术、显示技术、交互技术和融合技术。基本是建立在年RonldAzum报告里提出的“三要素”的基础上。

先看识别与追踪技术。

AR是将虚拟物体叠加到显示场景中去。要想叠得准,首先要“理解”眼前的现实场景。

目前识别追踪技术有3种:基于识别、基于位置和SLAM。

基于识别和基于位置相对简单,分别是类似用摄像头来识别对象(比如

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