首先聲明,增強現(xiàn)實AR是一種常見的呈現(xiàn)方式,AR眼鏡只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(xiàn)實。
AR的特點是既能看到真實場景,又能看到虛擬圖像,甚至二者可以融合。要實現(xiàn)這個目的,其實并不難。
空間投影式
空間投影式(Spatial projection) | 圖源網(wǎng)絡(luò)
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(jīng)常見到,比如游樂場里面的互動沙池投影,小朋友們在沙池里堆一個山坡,挖一片池塘,還能讓魚兒在池塘里游。
原理就是用投影器把虛擬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,真實和虛擬的圖像都呈現(xiàn)出來。
空間投影的好處就是實現(xiàn)簡單、成本較低,而且不需要屏幕,可以讓許多人共同參與。非常適合兒童學(xué)習(xí)、娛樂體驗。
缺點就是有地點限制,投影機投到的這片區(qū)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(wǎng)絡(luò)
視頻透視式也叫電子透視式,是通過電子的方式進(jìn)行虛實融合。最常見的就是手機AR應(yīng)用。
通過手機的攝像機可以拍攝真實世界的物體,然后把這張圖片作為背景,再把虛擬圖像繪制到這個背景圖片上就完成了融合,然后顯示在手機屏幕上。
視頻透視的好處是硬件設(shè)備隨處可見,手機人手一個,有用戶量這個基礎(chǔ),圖像效果好。
缺點是手機屏幕就那么大,手還要一直拿著手機來掃描。
光學(xué)透視式
光學(xué)透視式(Option See-Through) | 圖源網(wǎng)絡(luò)
光學(xué)透視是通過光學(xué)元件來實現(xiàn)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(xué)透鏡來實現(xiàn)虛實融合。我們通過透鏡可以看到真實世界,同時投影儀將虛擬信息投射到光學(xué)組合器上,組合器再將虛擬信息反射到我們眼里。
光學(xué)透視的優(yōu)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。
難點還有虛擬圖像和真實環(huán)境之間的遮擋關(guān)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(xiàn)虛擬物體與真實環(huán)境的融合顯示。
這三種形式都可以實現(xiàn)增強現(xiàn)實的效果,依次代表著過去、現(xiàn)在、未來的三種方式。
空間投影式結(jié)合了過去投影方式的優(yōu)點,適用于固定位置的輕度體驗;視頻透視式充分利用當(dāng)今社會普及的電子產(chǎn)品,適合于移動設(shè)備的輕度使用;光學(xué)透視式是未來的發(fā)展方向,既可以應(yīng)用在高端領(lǐng)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(shù)。