AR硬件核心及技術(shù)瓶頸最新解讀

　　不可否認(rèn)的是，目前真正意義上的AR硬件成本十分之高，而提供給用戶的智能手機(jī)AR體驗(yàn)依舊處于十分簡陋的水平。

　　AR硬件的各種形態(tài)

　　手持設(shè)備

　　手持設(shè)備的代表就是智能手機(jī)，天然包含了AR所需的各種元素：陀螺儀，gps，相機(jī)，以及強(qiáng)大的處理器。但是智能手機(jī)從交互方式來看還是存在很大的限制。

　　固定式AR設(shè)備

　　在商店里脫掉衣服試穿新衣已經(jīng)成為過去，這多虧了一項(xiàng)高科技革新。俄羅斯的一家公司發(fā)明了一款虛擬試衣鏡，當(dāng)購物者站在屏幕前的時候，虛擬試衣鏡會將試穿以后的三維圖像放映出來。不需要移動就可以更換服裝的款式，只需要簡單的旋轉(zhuǎn)屏幕上的按鈕，就可以更換衣服。

　　固定式AR系統(tǒng)適用于固定場所中需要更大顯示屏或更高分辨率的場景。與移動AR設(shè)備不同的是，這些極少移動的系統(tǒng)可以搭載更加先進(jìn)的相機(jī)系統(tǒng)，因此能夠更加精確地識別人物和場景。

　　頭戴式顯示器（HMD）

　　HMD代表著另一種快速發(fā)展的AR硬件類型。HMD由一個頭戴裝置（如頭盔），以及與之搭配的一塊或多塊（微型）顯示屏組成。HMD將現(xiàn)實(shí)世界和虛擬物體的畫面重疊顯示在用戶視野中。換而言之，用戶不會直接看到現(xiàn)實(shí)，看到的是現(xiàn)實(shí)的增強(qiáng)視頻畫面。

　　空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)（SAR）

　　空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（SAR）系統(tǒng)的虛擬內(nèi)容直接投影在現(xiàn)實(shí)世界中。SAR系統(tǒng)往往固定在自然中。任何物理表面，如墻、桌、泡沫、木塊甚至是人體都可以成為可交互的顯示屏。隨著投影設(shè)備尺寸、成本、功耗的降低以及3D投影的不斷進(jìn)步，各種全新的交互及顯示形式正在不斷涌現(xiàn)。

　　智能眼鏡

　　智能眼鏡實(shí)際上是帶有眼鏡、屏幕、相機(jī)和話筒的一個集成設(shè)備。根據(jù)這一概念，用戶的現(xiàn)實(shí)世界視角被AR設(shè)備截取，增強(qiáng)后的畫面重新顯示在用戶視野中。AR畫面透過眼鏡鏡片，或者通過眼鏡鏡片反射，從而進(jìn)入眼球。智能眼鏡技術(shù)最為突出的例子是谷歌眼鏡和Vuzix M100。

　　AR產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　虛擬模型輸出真實(shí)世界

　　AR硬件關(guān)鍵技術(shù)

　　1、物體檢測和識別

　　物體檢測和識別的目的是發(fā)現(xiàn)并找到場景中的目標(biāo)。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域，常見的檢測和識別任務(wù)有，人臉檢測、行人檢測、車輛檢測、手勢識別、生物識別、情感識別、自然場景識別等。

　　技術(shù)難點(diǎn)：缺乏足夠的數(shù)據(jù)達(dá)到深度學(xué)習(xí)的成熟階段。

　　2、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的顯示技術(shù)

　　視頻透視式頭盔顯示器通過安裝在頭盔上的微型攝像頭獲取外部真實(shí)環(huán)境的圖像，也就是通過攝像頭來采集真實(shí)場景的圖像進(jìn)行傳遞。

　　光學(xué)原理的透視式頭盔顯示器的基本原理則是通過安裝在眼前的一對半反半透鏡融合呈現(xiàn)出真實(shí)場景和虛擬場景。

　　這種不采用屏幕來做載體的顯示方式，通過記錄并復(fù)現(xiàn)光場來完成虛擬物體的顯示。通過呈現(xiàn)不同深度的圖像，使用戶在觀察近景或遠(yuǎn)景時，可以實(shí)現(xiàn)主動的對焦，這也是光場顯示的一大優(yōu)點(diǎn)。

　　技術(shù)難點(diǎn)：各方案各有優(yōu)劣，光場技術(shù)更值得期待

　　巨頭的AR布局

　　蘋果

　　蘋果已經(jīng)在AR領(lǐng)域進(jìn)行過一些并購交易。2015年5月，蘋果收購了一家名為Metaio的德國AR公司。該公司主要開發(fā)基于智能手機(jī)的AR應(yīng)用軟件，比如其曾經(jīng)開發(fā)一款讓家具視覺化呈現(xiàn)的工具。該公司被收購之后，實(shí)體被注銷，人員融入了蘋果的開發(fā)團(tuán)隊(duì)。2014年年底，蘋果收購了一家從事臉部視覺識別的公司——FaceShift，該公司的技術(shù)能夠利用攝像頭對用戶臉部圖像進(jìn)行實(shí)時捕捉，甚至可以生成虛擬的頭像。

　　微軟

　　微軟應(yīng)該算是布局AR比較超前的巨頭公司，其在2015年就推出了AR頭盔HoloLens，開發(fā)者版已經(jīng)開啟預(yù)訂，售價(jià)為3000美元。

　　谷歌

　　谷歌當(dāng)前在VR領(lǐng)域比較活躍，如推出硬件產(chǎn)品 Cardboard頭盔，YouTube上線360度全景視頻功能，還提供Tilt Brush、Jump和Assembler等VR小應(yīng)用，方便幫助開發(fā)者創(chuàng)新新的VR體驗(yàn)，但這并不意味著谷歌放棄了AR市場。

　　谷歌和聯(lián)想合作，推出Project Tango項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在賦予智能手機(jī)3D繪圖和創(chuàng)造AR體驗(yàn)的能力。Tango智能手機(jī)將于今年年終發(fā)貨，相當(dāng)于是一個完整功能的AR設(shè)備。除了自身開發(fā)AR項(xiàng)目，谷歌還投資了AR創(chuàng)業(yè)公司Magic Leap。

　　AR存在的瓶頸

　　1、技術(shù)層面

　　對于AR而言，解決注冊任務(wù)是最核心的問題。注冊對精度的要求極為嚴(yán)格：由于AR應(yīng)以實(shí)時、六個自由度的形式將虛擬信息和現(xiàn)實(shí)信息相融合，即便是輕微的注冊失準(zhǔn)都會造成組合視圖難以容忍的失真。因此，移動AR存在兩大難點(diǎn)：注冊必須極為精準(zhǔn)，注冊對計(jì)算能力和內(nèi)存的利用必須極為高效。

　　2、市場層面

　　智能手機(jī)是AR目前進(jìn)入C端市場最好的切入點(diǎn)

　　但智能手機(jī)式的純軟件AR體驗(yàn)存在的問題如下

　?、傧鄼C(jī)質(zhì)量與成像處理。

　　②電量消耗

　?、劬W(wǎng)絡(luò)依賴性

　?、芸梢暬c交互的可能性

　　總結(jié)

　　AR目前看來會是一個不遜于VR的未來市場，甚至有人在最近大肆吹捧AR的美好前景以及其甚至可能比VR更早一步實(shí)現(xiàn)全民化。

　　但是不可否認(rèn)的是，目前真正意義上的AR硬件成本十分之高，而提供給用戶的智能手機(jī)AR體驗(yàn)依舊處于十分簡陋的水平。對標(biāo)VR的入門級產(chǎn)品眼鏡盒子，不論從市場成熟度還是體驗(yàn)來說，也有不小的差距。

　　不過未來可以預(yù)見的是，AR的應(yīng)用市場確實(shí)比VR更為廣泛，對于消費(fèi)者來說更容易成為工具類的產(chǎn)品被帶入現(xiàn)實(shí)生活場景。

　　目前看來AR與人工智能也有一定的技術(shù)重疊，短期內(nèi)我們在關(guān)注人工智能的同時，也可以從側(cè)面去觀察AR的技術(shù)發(fā)展進(jìn)程，再在合適的時候介入布局。