虚拟现实(VR)和增强现实(AR)是什么?其技术原理及区别都有哪些?

   日期:2024-12-24    作者:caijiyuan 浏览:85    移动:http://w.yusign.com/mobile/quote/4036.html

在不断发展的技术格局中,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)不仅成为流行语,而且成为塑造商业未来的关键力量。

对于具有前瞻性思维的商业领袖来说,利用AR/VR技术潜力的需求比以往任何时候都更加重要。

这两者不仅改变了我们与世界互动的方式,更为各行各业提供了全新的解决方案。

VR虚拟现实(Virtual Reality)是什么?

VR虚拟现实(Virtual Reality),又称虚拟实境或灵境技术,是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。

是以处理器、陀螺仪、显示媒介、传感控制等为主要硬件、计算机图形图像为主要软件构建的综合性终端。

虚拟现实技术包括计算机、电子信息、仿真技术,其基本实现方式是以计算机技术为主,利用并综合三维图形技术、多媒体技术、仿真技术、显示技术、伺服技术等多种高科技的最新发展成果。

VR技术在视觉、听觉方面生成高度拟真数字化环境,允许用户通过VR设备数字化环境互动,从感官上为用户带来“亲临数字世界”的沉浸式体验。

AR增强现实(Augmented Reality)是什么?

AR增强现实(Augmented Reality)是在VR基础上叠加环境感知、高精度定位、光学成像等技术构建的终端。

实现虚拟信息与真实环境在同一时空画面下动态实时共存,为用户带来“身在现实又超越现实”的新体验,实现对真实世界的“增强”。

AR技术可以通过多种方式实现,包括使用智能手机、平板电脑、AR眼镜或头戴设备等。

AR技术在多个领域有广泛应用,包括游戏、教育、医疗、设计、娱乐和商业等。

它为用户提供了一种更加沉浸式和交互式的体验,使得他们能够与虚拟世界和信息进行更紧密的互动。

VR/AR技术区别

    鉴于VR是纯虚拟场景,VR装备多配有位置追踪器、数据手套、动作捕捉系统、数据头盔等,用于用户与虚拟场景的互动。

    而AR是虚拟与实景的结合,所以设备一般都配有3D摄像头,严格来说,只要安装了AR软件,智能手机等带摄像头的产品都可以进行AR体验。

      VR的核心是graphics各项技术的发挥,目前在游戏领域应用最广,最为关注沉浸感,对GPU性能要求较高

      AR则强调复原人类的视觉功能,应用了较多computer vision技术对真实场景进行3D建模再处理,重视CPU的处理能力

        VR的虚拟现实特性使其具有沉浸感和私密性,决定了其在游戏、娱乐以及教育社交等领域会有天然优势。

        而AR的增强现实特性决定了其更偏向于与现实交互,适用于生活、工作、生产等领域。

        VR技术原理

        VR设备主要做三件事情:

          通过凸透镜扩大人眼视觉范围。目前VR眼镜一般将用户的视野范围扩大到90-120度之间。

          这个视野范围足够让用户产生身临其境的感觉,即创造沉浸式的视觉环境。

            通过陀螺仪感知用户头部转动。根据用户头部的转动角度和方向,实时刷新画面,从而使用户产生360度的三维空间感。

              人的双眼看到同一个物体时,因为角度问题得到的图像是略有不同的,这两个图像经过大脑的信息整合,就会形成一个关于观察物的一个立体信息,包括距离远近和物体的层次。

              VR即是利用了人眼这一工作原理,VR设备为用户双眼分别显示一个图形,通过同一物体的不同图像经过用户的大脑处理后产生了立体视觉效果

              做好以上三点就能满足VR核心需求,即沉浸式的用户视觉体验。

              AR系统结构图

              典型的AR系统结构由虚拟场景生成单元、透射式头盔显示器、头部跟踪设备和交互设备构成。

              其中虚拟场景生成单元负责虚拟场景的建模、管理、绘制和其它外设的管理;透射式头盔显示器负责显示虚拟和现实融合后的信号;头部跟踪设备跟踪用户视线变化;交互设备用于实现感官信号及环境控制操作信号的输入输出。

              AR系统结构主要分四部分:

              (1)虚拟场景生成单元

              (2)用户视觉跟踪单元,一般情况下即头盔显示器

              (3)虚实融合处理单元,这也是AR/VR核心区别所在

              (4)交互设备单元

              2024年的VR/AR技术:6个显著趋势

              AR/VR可穿戴设备的增长

              运动跟踪设备和智能手表曾经是可穿戴技术的巅峰,现在只是冰山一角。

              随着AR/VR的出现,以及苹果公司备受期待的Vision Pro推出,可穿戴设备已被提升到一个全新的水平。

              目前,由华硕AirVision M1、Valve Index、Meta Quest Pro等主要科技公司开发的设备激增,突显了到 2024 年可穿戴设备的日益普及。

              可以预测,不久之后将出现更多符合人体工程学且价格合理的可穿戴技术模型。

              在组织环境中,特别是制造业,可穿戴设备提供的AR投影可以以高质量模拟的形式显示从装配、检查到维护的逐步生产过程。

              这有助于有效的跨部门沟通,并减少优化时间。这些设备的激增为不同行业的企业提供了前所未有的机会,以探索他们自己的新用例并推动组织绩效。

              混合现实 (MR) 年

              AR和VR的融合,通常被称为混合现实(MR),有望在2024年取得重大进展。

              随着传统的虚拟现实头显演变为具有混合现实功能的设备——以Meta Quest 3和苹果的Vision Pro为例,混合体验的新时代已经正式出现。

              此外,整合多感官技术可以提升混合现实体验,促进更真实、更难忘的互动。

              在娱乐和实验领域,这种潜在的组合可以在主体和环境之间提供动态交互,并实现全面的数据收集。

              应用程序开发人员的机会

              个人和企业对VR/AR的采用率不断提高,以及可穿戴设备的普及,标志着对专门针对这项技术的应用程序的新需求。这为移动应用程序开发公司开辟了新的盈利途径。

              该技术的采用者不再局限于娱乐和游戏,可以寻求一种从健康到生产力的应用程序。

              沉浸式-PICO 4的VR应用程序,可实现远程协作和头脑风暴会议。

              应用程序开发人员需要记住的一件事是,跨平台兼容性应该是确保设备之间无缝集成和更广泛采用的首要任务之一。

               融合生成式 AI:协同未来

              VR/AR内容可能需要花费大量时间来制作,但现在情况已经改变,生成人工智能已经出现。

              生成式 AI 能够以比人类手动更快的速度生成设计,可以节省大量成本简化 VR/AR内容的开发,并帮助企业更早地将体验介绍给用户。

              在营销领域,MR广告可以从生成式AI作为搭档中受益匪浅。

              企业无需在平面设计和视频制作上花费大量资源,而是可以利用生成式人工智能的能力来生成高度定制和自适应的广告内容,使他们能够专注于整个活动的战略方面。

              广告商还可以从不同的广告变体中进行选择,以试验和灵活地为不同的受众群体定制活动,这要归功于生成式人工智能可以产生设计的非凡速度和效率。

              随着这两种技术的互补,广告商有无穷无尽的机会有效地吸引他们的受众。到2024 年,耗时的设计过程将成为过去。

              从实体店到无边界工作空间

              随着AR/VR的出现,办公室动态格局正处于变革的边缘。从重新定义传统的工作场所到革命性的培训计划,这些创新将重塑员工对企业环境的感知和参与方式。

              谈到工作空间,VR/AR引入了虚拟协作的概念,将团队从地理限制中解放出来,并培养全球化的劳动力。

              3D化身将取代物理存在,而动态3D演示将取代静态幻灯片,使远程协作感觉比以往任何时候都更自然。

              随着2024年混合和远程工作变得越来越普遍,VR/AR实现的“无边界”工作空间可以为企业提供显著的运营效率。

              与此同时,随着VR/AR创建沉浸式学习环境和交互式模拟,训练模式也发生了重大变化。远程培训和入职已成为现实,为公司提供了一种具有成本效益且全球通用的员工发展方法。

              通过AR/VR彻底改变医疗保健

              在技术进步、人口结构变化和不断出现的患者需求的推动下,全球医疗保健部门正在经历一个前所未有的转型期。

              VR/AR越来越多地用于医疗培训,提供身临其境的模拟,以增强医疗专业人员的技能和信心。例如,VR/AR解剖可视化可以指导外科医生在手术中实现最大化的精度。

              此外,这项技术正在促进远程会诊和远程医疗的进步,使医疗保健更加方便和个性化。

              VR/AR也将在支持心理健康方面发挥关键作用,这一领域将在2024年得到更多关注。

              随着 AR技术与硬件的进步,设备可能会变得更加紧凑和可穿戴,智能眼镜等设备将变得越来越轻巧和舒适。

              这将使 AR 对操作人员来说更易于使用和实用,从而实现在操作中解放双手并更好地集成到现有工作流程中。

              不管对行业还是个人,可以说VR和AR就像他们在技术世界中所展现的那样,其实力其实是具备广阔前景和无数可能性的。

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