XR，虚实交互入口

XR，虚实交互入口

说到虚拟现实，大家可能经常听说很多“R”，包括AR、VR、MR等，这里我们就先了解一下这几种“R”到底是什么。

简单来说，VR（Virtual Reality）意为虚拟现实，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，展示的一切事物都是虚拟的。VR的特点是完全沉浸，也就是说我们眼睛看到的所有画面都是虚拟的。戴上VR头盔之后，我们的身体还在现实世界中，但视觉（有些游戏中包括精神，但现阶段技术还无法做到）已经完全进入了一个虚拟世界里，可以在虚拟世界里面生活、游戏。

初级的VR仅仅是让人视觉沉浸，如看电影。高级的VR则让人在虚拟世界中体会到全方位的沉浸式感知，比如使用虚拟驾驶舱体会模拟飞机驾驶，你不但能够像驾驶真实飞机一样看到“跑道”“天空中的风景”，还能够感受到飞机加速、爬升、降落等过程给你带来的身体冲击。

电影《头号玩家》中就是使用的VR眼镜，通过眼镜用视觉来感受虚拟世界，同时佩戴上相应的设备（如手套、脚环等），能够让人的动作与虚拟世界同步。

准确地说，虚拟现实技术就是通过技术制造一个完全仿真的环境，并通过设备让人类在这个虚拟环境中体验到视觉、听觉、触觉等全方位的感觉，最终实现“欺骗大脑”的目标，让人类大脑以为这些虚拟的感觉就是现实。

有人形象地把VR称为“白日梦”，因为戴上VR眼镜之后一切都是虚拟的，就像梦游一样。正是由于VR是全虚拟场景，使用者通过头部或者身体姿态来模拟动作，这时由于动作与虚拟景物之间的不协调，往往会产生眩晕感，这也是VR领域重点攻克的难点之一。

AR（Augmented Reality）意为增强现实，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息无缝集成的新技术，将展现出来的虚拟信息叠加在现实事物上，相当于真实世界和数字化信息的结合，特点是虚实结合和实时交互。当我们使用增强现实时，既可以看到虚拟世界的景象，又可以看到现实世界，就像掌握了一种魔法，你可以凭空变出许多东西，把它们放在你想放在的地方，也可以和自己喜欢的虚拟人物、形象在现实世界里面交谈、互动。

从技术层面看，AR主要功能包括如下几个方面：

一是万物识别。AR技术可以直接扫描任何一个平面或3D物体，并通过算法识别出该物体，进而调取相应的进程，实现已设定好的功能。比如识别一辆真实的汽车以后，用AR技术可以给这个汽车换皮肤、换轮胎。又或是识别了一个静态的模型、IP等，用AR动画使它可以动起来，唱歌、跳舞、变身。(https://www.daowen.com)

二是虚实叠加。AR技术能够将虚拟物体“叠加”到现实物体上，甚至准确表达现实与虚拟之间的真实遮挡关系。比如你买一套家具，想看看放在家中是否美观，便可以使用AR技术将家具模型调出来放在家中。

三是虚实交互。即将AR技术与人工智能结合起来之后，能够实现模型与现实世界之间的数据传输甚至互动。比如在医学领域，AR技术可以模拟肉眼看不到的部位，如果结合数据传输甚至可以形成动态效果。在手术领域，医生可以针对虚拟模型训练，然后再将这种训练数据同步到真实的手术过程中，从而确保手术的成功率。

由于AR可以凭空在现实世界中增加虚拟物体，所以也被戏称为“活见鬼”。

MR（Mix Reality）意为混合现实，包括增强现实和增强虚拟，能和现实世界进行交互和信息的及时获取，相当于是真实世界、虚拟世界和数字化信息三者的结合。通俗一点讲，AR是将虚拟物体叠加到现实世界，MR则在此基础上还可实现将现实世界虚拟化后与虚拟世界产生互动，当然这种互动的基础是数据传输。MR这一概念最初由“智能硬件之父”多伦多大学教授史蒂夫·曼提出，其实它与AR的区别并不大，唯一的区别就是MR既可把虚拟投射到现实，又可将现实虚拟化，这一功能就是AR的简单改进。我认为，MR这个名词主要是HoloLens和Magic Leap打出的噱头，未来应该会并入AR领域。

图5.2　VR、AR与MR

从应用场景来看，VR更适合看电影、娱乐或各种训练（配备体感设备之后的射击训练等）。AR更适合的场景是还原无法用肉眼看到的物体状态，如体内脏器、汽车发动机汽缸等，同时还可以在营销环节让物体更加出彩，如让模型动起来或给汽车配色等。MR主要用于远程互动，因为这种技术可以将现实场景迅速地模型化，并使用高速、远距离的数据传输让眼镜佩戴双方在同一模型上操作，最终实现远程协同。

由于VR、AR与MR都属于现实世界中的人与虚拟世界中的模型互动的一种方式，所以大家习惯上将这几种技术合在一起表达，称为“XR技术”，用中文表达时也有人习惯地称为“虚拟现实技术”。