在今天這篇文章，我主要來談?wù)刅R和AR，并且介紹一個(gè)全新的投影技術(shù)概念——PBAR，即基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的投影技術(shù)，我們稱之為 虛擬顯示技術(shù)。

VR和AR在一夜之間就成了所謂的“風(fēng)口”。但是從長遠(yuǎn)的來看，VR/AR將會(huì)像現(xiàn)在的手機(jī)行業(yè)一樣，或許將會(huì)成為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的基礎(chǔ)終端，那么，基于虛擬技術(shù)的多種行業(yè)都將迎來空前的發(fā)展基于，比如目前尚未成型的虛擬顯示。

關(guān)于VR虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。以O(shè)culus Rift、HTC Vive為代表的頭戴式顯示器在消費(fèi)級(jí)市場以沉浸式游戲?yàn)橹饕δ?，加之VR Porn這種剛需為"營銷"賣點(diǎn)。簡單講虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是用來模擬人的真實(shí)感覺、聽覺和視覺，讓使用者完全沉浸在“真實(shí)”的可互動(dòng)的虛擬世界之中。

個(gè)人觀點(diǎn): 要從上面所述的全方位實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)，VR產(chǎn)品研發(fā)還有很長的路要走，但在其部分應(yīng)用諸如看視頻與玩一些游戲上已經(jīng)可以給消費(fèi)者帶來很好的用戶體驗(yàn), 因此相比較AR產(chǎn)品, 目前的VR產(chǎn)品在價(jià)格與使用性上，都會(huì)讓消費(fèi)者更愿意買單。也看好VR產(chǎn)品近期的發(fā)展前景。

虛擬成像技術(shù)的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于增強(qiáng)顯示產(chǎn)品，目前都是單片凸透鏡加液晶顯示器的方案。當(dāng)然,在光路設(shè)計(jì)上未來還會(huì)在可視角度FOV,圖像畸變、顯示分辨和近視眼支持等方面進(jìn)一步補(bǔ)強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)難點(diǎn)包括在于如何讓佩戴者在視覺之外的觸覺、聽覺和力覺甚至味覺方面做到身臨其境，比如感知虛擬環(huán)境的溫度、濕度和空氣的味道，與虛擬人物進(jìn)行語言交互,如何更好將佩戴者視角，動(dòng)作融入到虛擬世界之中，這涉及到了全息建模與細(xì)節(jié)捕捉，甚至是神經(jīng)科學(xué)等多個(gè)方面。如何讓VR的用戶獲取更大的動(dòng)作空間，用線拴著電腦所獲得的體驗(yàn)并不是最好的，用戶還需要更豐富的VR內(nèi)容，這些是VR行業(yè)目前面臨的問題。

關(guān)于AR和VR不同

AR和VR是不同的概念，AR即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)，是將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場景中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)。

AR的技術(shù)難度要遠(yuǎn)高于VR，從谷歌眼鏡的失敗就可見一斑。谷歌眼鏡的功能包括諸如藍(lán)牙電話、視頻錄制和社交等功能，但缺陷也有諸如續(xù)航能力、看顯示信息不夠方便(產(chǎn)生生理副作用)和價(jià)格過高等。大家都知道，科技界目前最火熱的AR產(chǎn)品莫過于微軟的Hololens，在硬件方面，Hololens有強(qiáng)大CPU和GPU組合，以及一個(gè)號(hào)稱每秒可處理1兆兆次浮點(diǎn)運(yùn)算的HPU用于重建三維場景與渲染三維場景，同時(shí)它還配備了多個(gè)景深攝像頭(至少是4個(gè))用于感知周圍環(huán)境的三維場景的景深信息。功能方面，它可以投射“全息”圖像 (和全息投影是兩回事);可以建立虛擬環(huán)境，比如置身用戶于火星之中，而且可以與虛擬物體進(jìn)行互動(dòng);最根本的即是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。

但是目前對(duì)于AR的疑慮主要在于：

1、虛像焦點(diǎn)位置不可變，可視范圍窄，作為AR產(chǎn)品要做到虛擬物與現(xiàn)實(shí)物體的完美融合，必須要解決虛擬物與實(shí)物的聚焦問題，但是人眼看現(xiàn)實(shí)物有不同的景深，這也要求虛擬物要有不同的景深, 這個(gè)在谷歌眼鏡上是沒有做到的，而從微軟公開的相關(guān)專利來看，微軟采用的是將虛擬像顯示在無限遠(yuǎn)處的方案，但如果使用全息波導(dǎo)或者基于波導(dǎo)的其它技術(shù)，很可能帶來可視角度FOV窄的問題。

2、速度是否夠快，時(shí)延是否夠短，比如想把可口可樂罐子換成百事可樂的Logo，如果跟蹤慢的話，會(huì)導(dǎo)致每次用戶轉(zhuǎn)頭時(shí)同時(shí)看到百事與可口可樂兩個(gè)Logo, 嚴(yán)重影響體驗(yàn)，要知道Oculus做的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品已經(jīng)可以達(dá)到亞毫米的頭部跟蹤精準(zhǔn)度以及20毫秒的顯示總延時(shí)。

3、真實(shí)與虛擬物體重疊的解決，比如一只虛擬獅子在佩戴者面前走過，佩戴者抬起手臂不應(yīng)該透過手臂看到獅子，而從目前Hololens的演示來看，可能存在這方面的問題。

4、交互體驗(yàn)、眼球跟蹤、語音識(shí)別與手勢(shì)識(shí)別，之前還是有一系列關(guān)于整體操控體驗(yàn)的負(fù)面消息，諸如操控時(shí)延、控制方式需要手眼結(jié)合導(dǎo)致操控不自然等。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)類產(chǎn)品的最終目的是無聲無息無負(fù)擔(dān)的將虛擬世界套進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，在虛擬顯示、電池續(xù)航、計(jì)算器視覺、人機(jī)交互、環(huán)境感知和佩戴方便等眾多方面還有很長的路要走，由于追求的應(yīng)用場景不同，這讓AR的技術(shù)難度遠(yuǎn)高于VR，即便是強(qiáng)大如Hololens的產(chǎn)品，近期微軟也著重強(qiáng)調(diào)把它定位在游戲方面?？上攵?，AR產(chǎn)品要像手機(jī)一樣的走進(jìn)人們的工作生活還很遠(yuǎn)，至少在未來的10年我們只能說拭目以待。

全新的PBAR

投影技術(shù)相對(duì)于VR/AR來說是相對(duì)成熟的技術(shù)，特別是激光投影技術(shù)，這是一種和VR/AR具有類似基因同時(shí)又具有很大互補(bǔ)性的一種技術(shù)，VR是放在家里的個(gè)人影院與游戲機(jī)，目前已能帶來較好的用戶體驗(yàn);AR是隨身穿戴的個(gè)人智能生活助手，目前還只能說夠炫酷，距離生活助手與智能手機(jī)相比還有很遠(yuǎn)的路要走。

AR與VR說的都是個(gè)人，原因是它們成的虛像只能是佩戴的人可以感知與互動(dòng)，周圍的人是完全看不到的(Magic Leap這家公司宣傳視頻所展現(xiàn)的鯨魚從籃球館地板躍出的場景,展示的虛擬物體是能夠被周圍所有人看到的;該項(xiàng)技術(shù)是絕密的, 同時(shí)什么時(shí)候能出產(chǎn)品也是"絕密的"; 拭目以待...)

PBAR的概念

為什么說投影具有和VR/AR類似基因并且具有互補(bǔ)性。首先來介紹一個(gè)概念PBAR(基于投影的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))，這個(gè)概念在國外近幾十年來一直很流行，PBAR能夠把投影圖像直接投射到實(shí)際物體上，做到真正的虛實(shí)結(jié)合，從而解決AR顯示的虛擬圖像與實(shí)際物體焦距不同導(dǎo)致人眼對(duì)焦不方便的問題，同時(shí)PBAR的虛實(shí)結(jié)合可以被周圍所有人所共享和互動(dòng)，顯示尺寸理論上可以無限大，大家平時(shí)在用投影儀時(shí)會(huì)有所感受。

PBAR的應(yīng)用場景相當(dāng)豐富且有趣：投射在皮膚上的動(dòng)態(tài)紋身;投射到白紙上的簡筆畫，孩子用筆去描，投射畫的角度會(huì)跟著紙張角度的變化而變化;面朝大海, 春暖花開，在沒有窗戶的墻上就能實(shí)現(xiàn);地板上可以有條河，河里有魚，孩子抓魚魚兒跑，河水泛起水花兒;多人分享屏幕，融合屏幕只需要一個(gè)簡單的手勢(shì)就能做到;想試試價(jià)格便宜可隨身攜帶的組合式3D影院嗎? 想試試融入到你生活的360度幻象顯示嗎?

由于有可分享、無邊界的特性，穿戴類投影結(jié)合PBAR技術(shù)(WPBAR)將是一個(gè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。投影集群(CoP)將成為穿戴類投影向前發(fā)展的一個(gè)方向。CoP與WPBAR的結(jié)合將為人類打開一個(gè)具有巨大想象空間的世界，但WPBAR與AR一樣在諸多方面面臨著巨大的挑戰(zhàn)，諸如電池續(xù)航、投影亮度、虛擬顯示、計(jì)算視覺、人機(jī)交互和環(huán)境感知等，WPBAR也會(huì)像AR一樣有很長的路要走;同時(shí)WPBAR又類似VR發(fā)展的初級(jí)階段，目前已經(jīng)有諸如屏幕融合、視頻播放、抬頭顯示等應(yīng)用可以給用戶帶來較好的體驗(yàn)。因此從這個(gè)角度預(yù)測，WPBAR很可能會(huì)像VR一樣越來越熱，可能比AR更接近于手機(jī)的替代者。