前沿科技 | 混合现实(MR)：数字化的将来

前沿科技 | 混合现实(MR)：数字化的将来

做者 | Louis Rosenberg

编译 | YIFEI

关于许多人来说，“元宇宙”那个词已经被负面的含义所玷污，让人联想到充满可怖化身的卡通世界，或者出卖“虚拟房地产”的时机主义平台。对另一些人来说，那个词只会让他们耸耸肩，然后问：“我为什么要花时间做那件事?”

就我小我而言，我认为如今登记元宇宙还为时过早，我们还有事要做。游戏行业需要摆设更实在、更艺术的体验，释放实正的创造力和消费力。我们还需要纠正对元宇宙更大的曲解：认为虚拟世界将代替我们的现实生活。

元宇宙不是如许展开的。

不要误会，会有时髦的完全模仿的虚拟世界，但那些将是我们在几个小时内陷进的暂时“遁藏”，类似于我们今天看片子或玩电子游戏。但实正的元宇宙，阿谁深入影响我们日常生活的元宇宙，不会把我们从我们的物理情况中移除。

相反，元宇宙将是一个混合的现实，此中沉浸式虚拟内容与现实世界无缝连系，扩展和美化我们的生活。Meta和HTC比来几个月都推出了令人印象深入的新款耳机，使得量量好坏各半的现实成为可能。据普遍报导，苹果公司将在六月份发布一款混合现实的产物。

为什么是混合现实？

很简单，我们不喜好与四周情况隔断。当然，你能够在一个完全模仿的世界中给他人演示。让统一小我在完全的虚拟现实中呆上一个小时，他们可能会不太温馨。几乎两个小时对良多人来说太多了。有些人认为，混合现实之所以有用，是因为它称心了人们看一眼物理空间里的工具的欲看，桌子、手机、以至你的狗，但现实上，它的意义远不行于此。

那与我们的大脑是若何工做的有关——我们成立的四周情况的心理模子不只包罗我们四周看到的工具，还包罗我们在那个世界上听到和觉得到的工具，以及我们对已知事物的记忆。它给了我们态势感知，所以我们不需要不断扫视房间。我们能够专注于面前的事物，但仍能在一个连接的空间中感触感染到当下。

但在一个完全虚拟的世界里，坐在桌子前或者站在一个房间里，我们能感触感染到四周的房间，杂乱的桌子和在大厅里狂吠的狗，和面前的虚拟世界之间几乎老是不婚配，因而会感应不安。

那种现象第一次呈现是在1991年，其时我仍是斯坦福大学和美国宇航局的虚拟现实研究员，研究若何在早期视觉系统中优化深度知觉。那时候的手艺很粗拙，不温馨，图像鸠拙，延迟太严峻，会让人感应恶心。正因为如斯，许多研究人员认为我们只是需要更好的硬件，人们在虚拟世界中不会感应不温馨。

诚然更好的硬件会有所搀扶帮助，但我十分确定还有其他工作在发作，至少我的大脑在我能看到的虚拟世界和所能觉得到的实在世界之间存在一种严重关系。我相信，恰是那种两种对立的思维形式之间的感知抵触，让人感应不安，让虚拟世界看起来不那么实在。

为了征服那种情境不婚配，我想操纵虚拟现实的力量，将它与实在情况连系起来，创造一种视觉、空间和物理感官完美连系的同一体验。假设可以与现实和虚拟互动，就似乎它们栖身在统一个感性现实中，那么精神严重感就会消逝。

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幸运的是，1992年，我得到了美国空军的帮助，在赖特 · 帕特森空军基地开发了一个混合现实系统的原型。它被称为虚拟安装平台。它不只撑持视觉和声音，还撑持触摸和觉得（通过3D触觉) ，将虚拟物体添加到物理世界，觉得非常实在，从而搀扶帮助用户以更快的速度和更乖巧的体例施行手动使命。期看有一天那可以撑持范畴普遍的活动，从协助外科医生停止微妙的手术到通过远控机器人掌握搀扶帮助手艺人员补缀卫星。

当然，第一个MR原型其实不撑持手术或卫星修复。它的构建只是为了测试虚拟对象能否能够添加到现实世界的使命中，并进步人类的表示。为了测试那一点，我编写了软件来创建各类虚拟安装，搀扶帮助用户完成使命。那些固定安装从虚拟的外表和锥体到模仿的轨迹，我们能够沿着它滑动，而早期的曲通摄像机则以3D体例瞄准活动。我以至利用了美国空军(AAMRL)开发的早期3D音频，以确保声音在空间上是一致的。它确实起感化了，进步了速度和精度。

Virtual Fixtures project (1991–1994) at Air Force Research Laboratory — first Mixed Reality (MR) experiments in augmented real / virtual 3D space.

虚拟安装项目(USAF) : 用户和使命板/并排1993

当我第一次把一个实正的钉子移到一个实在的洞里，一个虚拟的外表主动翻开了。固然是模仿的，但觉得是实在的，让我沿着它的轮廓勾画。在那一刻，实在世界和虚拟世界成为了一个现实，一个同一的混合现实，此中物理和数字成为了一个单一的感知体验，称心了所有空间感官——视觉、听觉、本体觉得、动觉和触觉。当那一目标实现时，你就不再根究哪个部门是物理的，哪个部门是模仿的——那就是现实。

那是我第一次履历一个实正的混合现实。那可能是第一次有人。我之所以那么说，是因为一旦你与实在和虚拟的互动连系成一个单一的设身处地的体验，你所有的感官城市在空间上连结一致，那两个世界会在你的脑海中合二为一。那几乎就像是一种视觉错觉中有一张隐躲的脸你看不到，然后有工具点击，它就呈现了。实正的混合现实体验应该是如许的：实在和虚拟的无缝合成，如斯天然和实在，以致于你立即意识到我们的数字将来将不是实在或虚拟的，而是两者兼而有之——一个世界，一个现实。

相隔30年的混合现实手艺(1992-2022)

我对那个行业的开展印象深入，出格是在过往几年。上图（左图）展现的是1992年我在赖特 · 帕特森空军基地拍摄的混合现实(MR/AR)。右图是2022年的我，戴着一个混合了彩色现实功用的Meta Quest Pro耳机。在那30年间，那项手艺在性能、效率和尺寸方面都获得了惊人的朝上进步。

而看不到的是，30年前为了停止我的美国空军尝试而运行的大量的全尺寸计算机、安拆在天花板上的摄像机，或者是我死后的浩荡的线束，线缆毗连着各类机器。那就是为什么现代耳机的新海潮如斯令人印象深入。一切都是独立的，电脑、摄像头、展现器、逃踪器……并且它很温馨，重量轻，电池供电。太难以想象了。

那才刚刚起头。混合现实的创造是一个继续的过程，令人赞颂的新产物随时预备起飞。不单单是Meta、HTC和苹果令人印象深入的新型耳机将鞭策那一愿景向前开展，还有来自Magic Leap、Snap、微软、谷歌、联想、Unreal、Unity和许多其他大公司的轻量眼镜和创意软件东西。

与此同时，无数的开发者正在挑战创造力和艺术性的极限，开启实在和虚拟混合的可能性，重新型棋般游戏(TiltFive)和强大的医疗用处(Mediview XR) ，到Niantic尝试室的特殊户外体验。

那就是为什么我相信元宇宙。实正的元宇宙，将是实在和虚拟的合成，无缝地连系，用户将不再根究哪些元素是物理的，哪些是数字的。我们只会陆续我们的日常生活，并参与一个被神异地润色过的现实。那已经酝酿了很长一段时间，但2023年将是我们的混合现实将来实正起头成型的一年。