VR、AR、MR三兄弟


起源
AR:Augmented Reality,「擴增實境」。
MR:Mixed Reality,「混合實境」。
VR:virtual reality,「虛擬實境」。

網路上已可見許多評論,但我還是不免俗地來討論,
這三者究竟有何不同?
這三個名詞,要從1994年說起,
當時科學家就已議定出這三者的關係,
以下取自維基百科 :

他們將真實環境和虛擬環境分別作為連續系統的兩端,
位於它們中間的被稱為「混合實境」。
其中靠近真實環境的是擴增實境,
靠近虛擬環境的則是虛擬實境。

為甚麼是三者是互相線性的? 而不是三個獨立技術?
我們稍待便會提到。






AR
擴增實境,有三個必要條件將
1.虛擬現實結合  2.即時互動  3.三維
然而現實世界當然是三維的,所以AR要做到的是 : 
在現實中即時加上虛擬物件,
(在此常會被搞混,以為繪製出3D物件才算AR,
簡單圖片或文字訊息,也是虛擬的物件)
最常見的就是Pokemon Go,精靈從手機鏡頭被看見,
出現在現實世界內。


然而,寶可夢用的AR,位在上面提到線性系統的最左邊,
只虛擬與現實的結合,相對是很低的。
它僅是在現實畫面,補上精靈的模型,
使人感覺其好似真的出現在現實中,
但與真實環境的結合性,相對是較低的。
(有沒有遇過鯉魚王出現在平底鍋上...)

真正倚賴現實物品而實現的AR,
可分為Marker與Markerless兩種
Marker : 鎖定特定標記,而產生虛擬物件。
Markerless : 以自然物為標記,而產生特定物件。
(意思並不是不需要標記,而是不需要特定相同樣式的標記,
可以透過自然物來實現 : 如餅乾盒、水瓶...)

(特定黑框寶貝球標記,完成AR - Marler)

(一般自然照片,完成AR - Markerless)

若還是不解,可以進而去比較
ARToolkit(Marker)與Vuforia(Markerless),
兩者皆是當今使用最廣泛的AR套件,提供各種平台的SDK,
依照網路既有教學,20分鐘就可以實現AR。


MR
混合實境,很常被當作AR,或者說只是AR加強版
的確,在線性圖上,它們只是鄰居而已
Vuforia現在也可以做到,掃描方形或圓柱物體,
繪製上3D模型,這種AR在線性圖上的位置,
相對就很靠近MR了。

但,技術層面上,MR可說是三者最難的,
它必須讓真實世界與虛擬世界同步、混合、共存,
AR做的是"擴增",所以它只要把虛擬物件放進來,
或者放在特定物品上。
MR做的是"混合",所以它必須擁有對當下空間的感知能力,才能把適當的3D物件,
或是3D場景,正確地與真實世界結合。
(一個機器人、鏡頭,怎麼感受了解這個環境? 
它必須記住自己在甚麼位置,同時對周遭空間做建構,
存到資料庫內或記憶內運算。沒錯 ! 它需要的,就是SLAM)

有了AR,會在某張圖,某個物品,長出虛擬物件~
或是在客廳內,放一張沙發試試看感覺如何。
有了MR,會從"空無一物"的牆面,看見外星人破牆而入 !
你的房間會上演星際大戰,怪物可以繞過椅子,
從桌子下面鑽出。



簡單來說
AR僅是"增"
只能地對真實世界的特定物品、位置、標記,
給予虛擬的額外資訊,
實際來說,根本不知道地板跟牆在哪裡。

MR則是"合",
根據現實世界的情況,上演符合這個空間的虛擬事件,
讓你所見之物,
都處於虛實之間的狀態,而要完成虛實結合,
就額外需要有空間的感知功能。

AR已默默發展許久,然而MR直到2016年
微軟公司發表出Hololens,才立出一個指標,
我想當今也只有微軟能跑在最前頭,
微軟用著它在kinect體感器上的軟硬體開發經驗,
加上量身打造的處理器(C+G+HPU)與感測器,
完成此標竿性的產品。(當然售價也不便宜)



VR虛擬實境
一樣我們來看到線性圖,VR站在最右邊的位置,
可說是完全摒棄真實世界揚長而去...完全進入虛擬世界。
所以VR的產品,都是完全包覆住我們的視野
(因為你已不再需要真實世界的一切)
相較於AR、MR兩兄弟,VR的渲染力可說是最強的
因此在視覺上的技術比重較高
但也因為容易沉浸在其中,忽略現實世界而常被詬病
不過這也是VR的優點,可以將我們帶離這個世界...

最火紅的即是HTC VIVE、PlayStation所出的頭戴式VR裝置
(親身實測體驗過後,感覺...一分錢一分貨囉...)
VIVE使用上需要1~2坪的一個小空間
透過兩顆雷達定位,定位你的頭戴器跟手把位置
然後我們可以在其中動作、操作其他應用。



VIVE雖然自豪體驗最好,實際使用與網路評測也的確如此,
但空間限制與器材繁多總是被不看好,普通民眾難以入門,
不過這你知道、我知道、獨眼龍也知道、HTC當然也知道,
他們進一波在全球啟動VIVE X 計畫,
在徵才清單中,直接列出需要懂得Tracking跟SLAM技術人才(他們想幹嘛? 你應該猜到了...)



22世紀
AR/MR/VR 是永不停息技術
哆啦A夢裡,就可見許多眼鏡、產生別人或自己幻覺的道具,
我想就是這三者的延伸吧!!!

AR : 童話眼鏡,看到的動植物,都會擬人化
其他還有變形眼鏡、作弊的眼鏡...

MR : 試膽眼鏡,看到的世界都會變得很恐怖...

VR : 室內旅行機,內建許多風景,只要選定風景,
就能讓室內看起來像該風景的樣子。
但室內的大小不會因此而改變。