未來元宇宙視覺呈現形態—XR虛擬技術詳解

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舉報 2022-10-10

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XR作為元宇宙的入門券，究竟是一項什么技術呢？實際上，XR即擴展現實（Extended Reality，簡稱XR），包含了AR（增強現實）、VR（虛擬現實）、MR（混合現實），是通過相應的硬件設備，并結合多種軟件技術手段，將虛擬內容與真實場景融合，在XR虛擬演播廳中建造一個如夢似幻的虛擬世界。

未來，人類的交互方式將由2D交互轉向更具效率的3D交互。3D視覺交互系統則取決于虛擬現實（VR）、增強現實（AR）和混合現實（MR）的發展，這些技術統稱為“擴展現實”（XR）。其中VR虛擬現實技術則是利用頭戴設備模擬真實世界；AR增強現實則是通過電子設備（如手機、平板、眼鏡等）將各種信息和影像疊加到現實世界中；MR混合現實介于VR和AR之間，是在虛擬世界、現實世界和用戶之間，利用數字技術實現實時交互的復雜環境。

AR全稱Augmented Reality，即增強現實技術。這項技術是利用電腦技術將虛擬的信息疊加到真實世界，通過手機、平板電腦等設備顯示出來，被人們所感知，從而實現真實與虛擬的大融合，豐富現實世界。簡而言之，就是將本身平面的內容“活起來”，變為3D，賦予實物更多的信息，增強立體感，加強視覺效果和互動體驗感。AR技術的常見應用，是利用手機攝像頭，掃描現實世界的物體，通過圖像識別技術在手機上顯示相對應的圖片、音視頻、3D模型等。如一些軟件的“AR紅包”功能等。而更深層次的AR技術應用仍在探索中。

VR全稱Virtual Reality，即虛擬現實技術，又稱靈境技術，具有沉浸性、交互性和構想性特征。VR技術集合了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術等多種技術，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官的功能，使人恍若身臨其境，沉浸在計算機生成的虛擬世界中，并能通過語言、手勢等進行實時交流，增強進入感和沉浸感。通過VR技術，讓人在感受真實世界逼真的同時，還能突破時空等條件限制，感受到進入虛擬世界的奇妙體驗。VR技術的應用十分廣泛，如宇航員利用VR仿真技術進行訓練；建筑師將圖紙制作成三維虛擬建筑物，方便體驗與修改；房地產商讓客戶能身臨其境地參觀房屋；娛樂業制作的虛擬舞臺場景等等。

MR全稱Mixed Reality，即混合現實技術，是虛擬現實技術的進一步發展。它是通過在虛擬環境中引入現實場景信息，將虛擬世界、現實世界和用戶之間搭起一個交互反饋信息的橋梁，從而增強用戶體驗的真實感。MR技術的關鍵點就是與現實世界進行交互和信息的及時獲取，也因此它的實現需要在一個能與現實世界各事物相互交互的環境中。MR是VR和AR的融合形態，能夠將真實世界和虛擬世界進行融合，產生新的可視化環境。并且產生的虛擬動畫能夠和真實世界進行實時交互，而這是AR所不具備的。例如MR技術下產生的卡通人物，能根據現實場景做出實時反應，碰見水會繞道、自己跳到桌子上、躺在沙發上等等，雖然“繞道”、“跳躍”、“躺下”這些動作都是程序預先設定的，但人物可以通過實況信息做出相應反應，這也是MR最大的特點之一。如果環境都是虛擬的，那就是VR；如果展現出來的虛擬信息只是與虛擬事物的簡單疊加，那則是AR。MR和AR的區別，簡單而言：AR只管疊加虛擬環境卻不需理會現實，但MR能通過一個攝像頭讓你看到裸眼都看不到的現實。MR技術的虛擬與現實的交互反饋能夠使人們在相距很遠的情況下進行交流，極具操作性，如在5G網絡的加持下，相隔兩地的醫生能同步進行手術和指導，在醫學領域極富意義。

目前XR虛擬技術大量應用在視聽影視制作行業，XR虛擬演播廳的建造更是為XR虛擬技術的應用提供了新的發展空間。由VR、AR、MR共同組成的XR，將為我們帶來不一樣的未來。

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