VR ( Virtual Reality ) 虛擬實境
AR ( Augmented Reality ) 擴增實境
SR ( Substitutional Reality ) 替代實境
MR ( Mixed Reality ) 混合實境
虛擬實境Virtual Reality (VR)
虛擬實境VR的的定義就是模擬出一個真實感很高的空間,要讓使用者感覺產生好像處在現實中一般的錯覺,這是最基礎的用法,也就是VR的精隨,而現行技術還不夠理想,尤其是觸覺方面還有待加強,最完美的虛擬實境大概像駭客任務那樣,它是把人的腦波跟電腦結合,用數位資料來刺激腦波以達到五感體驗,想要達到這種境界上有許多技術層面要克服。
擴增實境 Augmented Reality (AR)
AR是由VR所衍生出來的一種技術,它是一種將虛擬資訊擴增到現實空間中的技術,它所強調的不是要取代現實空間,而是在現實空間中添加一個虛擬物件,藉由攝影機的辨識技術與電腦程式的結合,當設定好的圖片出現在鏡頭裡面,就會出現對應的虛擬物件。
AR與VR的差異在哪?
廣義上來講,所謂的AR〈Augmented Reality 擴增實境〉,是將電腦的資訊疊合到現實世界,讓我們在正確的時間正確的地點取得〈感官的〉正確資訊,而VR〈Virtual Reality 虛擬實境〉,企圖取代真實世界,以往通常就是在電腦裡面製作產生一個虛擬的環境,將資訊放置在裡面,而操作者可以藉由控制器或鍵盤在這個虛擬的環境下穿梭或互動,相對之下AR則是在現實中擴增資訊。
混合實境 Mixed Reality (MR)
混合實境 (MR) ( 也被稱作是擴增實境或是擴增虛擬), 也就是把現實世界與虛擬世界合併在一起,從而建立出一個新的環境以及符合一般視覺上所認知的虛擬影像,在這之中現實世界中的物件能夠與數位世界中的物件共同存在並且即時的產生互動。也就是真實環境、擴增實境、擴增虛擬、與虛擬真實環境的混合。
替代實境 Substitutional Reality (SR)
以科技跨越真實與虛擬:淺談VR、AR、MR
關注最近的科技議題,你可能會發現「VR」(虛擬實境)這個詞彙的出現頻率忽然變得很高,無論是 Oculus、Sony、HTC,或是三星、LG 等手機業者,都先後朝向 VR 領域前進,HTC 董事長王雪紅甚至預言,2016 年將是 VR 的元年。另外,你也可能聽過另一個很類似的詞,叫做「AR」(擴增實境),甚至你還會看到所謂的「MR」(混合實境)。究竟 VR、AR、MR 這三者之間有什麼差異?以下將為各位進行簡單的介紹。
【VR:Virtual Reality 虛擬實境】
VR 是 Virtual Reality 的縮寫,中文稱做虛擬實境,即透過電腦創造出一個虛擬的 3D 空間,並以各種技術「欺騙」人類的感官讓它們產生錯覺,使用者將如身歷其境般地進入一個完全人造的 3D 世界,並在裡面做各式各樣的事情。通常,要達到 VR 的效果,必須提供視覺、聽覺、互動、以及其他感官的模擬元素,上述項目做得越好,虛擬環境越「以假亂真」,使用者也更容易「信以為真」。我們通常將這種「信以為真」的感覺稱做「沉浸式體驗」;越優秀的 VR 效果,其提供的「沉浸式體驗」更佳。
VR 是 Virtual Reality 的縮寫,中文稱做虛擬實境,即透過電腦創造出一個虛擬的 3D 空間,並以各種技術「欺騙」人類的感官讓它們產生錯覺,使用者將如身歷其境般地進入一個完全人造的 3D 世界,並在裡面做各式各樣的事情。
眼見、聽見不為憑:VR 虛擬實境的視覺與聽覺體驗
視覺方面多半是透過一個頭戴式的 VR 顯示器播放各種 3D 擬真場景,無論是 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR,甚至手機用的 SAMSUNG Gear VR 等,都是使用這類的解決方案。這些裝置裡面有兩個畫面分別對應左右眼,兩個畫面的內容相同但角度略有差異,來模擬人眼的視差,因此當使用者戴上 VR 顯示器後,就可以獲得逼真的立體感與空間感,搭配環繞感明確的音源與耳機,使用者無論看到的、聽到的都是來自虛擬環境的感官刺激,自然就會感覺好像真的置身其中。
VR 裝置透過兩個畫面對於左右眼所造成的視差,讓使用者得到立體感與空間感。圖為手機播放 VR 素材時的狀態。左右兩邊的圖像幾乎相同,但角度略有差異。
影響 VR 虛擬實境沉浸式體驗的另一重點:互動性
視覺與聽覺的模擬將用戶帶入了虛擬的世界,但如果無法在裡面做點什麼事情,還不算是完整的 VR 體驗。一個基本完善的 VR 體驗除了看得到聽得到,還必須有互動。VR 裝置的互動類型,目前的主流大概有三種:「體感」、「控制器」、「動態偵測」。
一個基本完善的 VR 體驗除了看得到聽得到,還必須有互動。圖為 Oculus Rift。
「體感」主要是透過重力感測器或陀螺儀,判斷使用者的各種動作,例如前面提到的頭戴式 VR 顯示器,搭配體感元件後就可以針對使用者的頭部轉動。「控制器」的類型就比較多元,目前主流是採用手持控制器,例如 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 都屬於此類型。手持控制器除了內建各種體感元件,來判斷使用者的動作,通常也會有一些按鍵來進行輔助。手持式 VR 控制器的下一步,可能是手套控制器,可以反映更細膩的手部動作,更直覺精確地在虛擬世界中完成各種需求。
手套型的控制器是 VR 的下一步,可進一步提升用戶的操作體驗。
VR 顯視器中的體感元件是為了模擬頭部轉動、手持控制器是為了模擬手部功能,「動態偵測」就是為了擷取包含姿勢、移動等更大的動作,其可分為兩大類型,第一種是在使用者身上穿戴各種感應器(例如 3D 動畫電影常用的動態捕捉技術),第二種是透過外部的定位裝置進行判斷(例如 HTC Vive、微軟 Kinect 等,均屬此類),前者的裝備相對複雜,穿戴比較麻煩,但動作判斷相對準確,後者是外部裝置,使用者不需要穿一堆東西,但偵測的範圍有限,超出感應器的範圍就沒辦法完成捕捉。
目前主流的 VR 裝置均採用手持式的控制器進行操作,同時模擬手部動作。圖為 PlayStation VR。
增強 VR 的沉浸式體驗:模擬其他感官
當 VR 導入以上的互動性設計後,使用者在 VR 環境下不僅可以看到擬真的畫面、聽到擬真的環繞音,視線會隨著頭部轉動,可以用雙手做很多事情,還可以在虛擬的空間中走動、閃躲。但除此之外,如果可以加上各種觸覺、嗅覺的刺激,將會帶來更強烈的「沉浸式體驗」。例如在 VR 遊戲中,試想玩家身處於一個戰場,除了可以直覺地舉槍瞄準、移動、躲避敵人視線,如果這時再聞到一點煙硝味,爆炸時感受到被彈飛的碎石擊中,握拳擊倒對手時可感受到某種衝擊,那是不是更逼真呢?目前類似的體驗在一些 4DX 電影院可以看到,但各種感官的刺激如何與體積較小的家用 VR 設備結合,還有待後續的技術突破。
VR 虛擬實境的應用
VR 虛擬實境在一些專業領域已經有一些實例,但面向一般商用市場的 VR 虛擬實境應用才正要起步,目前最大宗的依然是在遊戲產業,主流的類型像是射擊、競速、解謎、飛行,未來無論角色扮演、模擬、格鬥等也都可望陸續加入。除了遊戲,VR 虛擬實境應用於商業也有許多想像空間,例如虛擬店面、虛擬辦公室、虛擬導覽等。
無憂我房展示以 VR 技術虛擬看房。
VR 虛擬實境也可以用於教育,提供更深刻活潑的學習體驗。影視產業也很有可能陸續導入 VR 製作,目前已經有一些使用全角度拍攝的 MV 或節目出現。除此之外,VR 虛擬實境也可以用在軍事、醫療、體育等產業,可以加強訓練,降低不必要的風險。因此可以說,VR 虛擬實境的運用範圍涵蓋廣泛,經過了很長一段的醞釀期,目前關鍵技術陸續到位,預期未來幾年內這項技術將可能以飛快的速度進入我們的生活之中。
Surgical Theater 示範以 HTC Vive 的 VR 技術結合腦神經醫療。
與智慧型手機結合的 VR 虛擬實境應用
隨著效能提高、螢幕加大與畫質提升,讓智慧型手機結合 VR 變得可行。近年來陸續有一些廠商推出類似的產品,方式不外乎就是把手機插入有兩個觀景窗的頭戴式套件中,搭配特殊設計的素材(VR 遊戲或 VR 影片),就可以獲得全 3D 的沉浸式體驗,像是 Google Cardboard、三星 Gear VR 都是具體的例子。不過,以智慧型手機呈現 VR 內容,除了受限於硬體效能,加上不同款式手機間的規格歧異度大,各種客觀條件使得手機難以提供 PC 或遊戲主機般的沉浸效果,互動方面也缺乏額外的控制器輔助,因此目前的手機 VR 體驗依然以頭部的體感互動為主,再搭配一些簡單的觸控操作。
三星 Gear VR 是手機結合虛擬實境應用的主要例子。
【AR:Augmented Reality 擴增實境】
AR 是 Augmented Reality 的縮寫,中文稱為擴增實境。AR 與 VR 的名字雖然很像,但其呈現方式卻有很大的差異。如果說 VR 的目標是讓使用者完全脫離現實,進入虛擬的空間,AR 就是將現實的空間加入一些虛擬的物件,而使用者基本上還是存在於真實的世界。
Sony Xperia 手機的「AR 效果」拍攝模式,就是擴增實境的實際運用。
AR 擴增實境的應用
AR 的應用其實很廣泛,尤其是與智慧型手機的結合案例不勝枚舉,像是一些手遊(如 One Piece ARCarddass Formation)、玩具(如 Kazooloo Vortex),或是拍照 App(如 Sony Xperia 手機的「AR 效果」拍攝模式),都運用了 AR 的技術。AR 在遊戲以外的應用常見於地圖軟體,將虛擬的行車指示,與手機相機取得的畫面疊合,提供更直觀的導航體驗。
地圖或導航軟體也很常用到 AR 技術,將地點的標示與真實畫面做結合。圖為 Nokia Live View。
一些手遊也會運用 AR 擴增實境來進行。
【MR:Mixed Reality 混合實境】
MR 的全名為 Mixed Reality 混合實境,是介於 AR 與 VR 之間的一種綜合狀態。AR 擴增實境在本質上還是現實,只是加入了一些虛擬的元素;VR 虛擬實境的目標則是全面的虛擬。MR 綜合實境的則是將虛擬的場景與現實進行更高程度的結合。具體的實例像是 Microsoft HoloLens,使用者可以透過半透明的顯示器看到真實的世界,但畫面中也會有許多人造的 3D 影像,創造一種似真似假、有真有假、亦真亦假使用體驗。
【總結 VR、AR 以及 MR】
總結來說,VR 虛擬實境將在 2016 年全面開跑,無論 HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR 都預計在 2016 上半年發售,到時候除了各平台的功能與使用者體驗,能否在第一波推出好的內容陣容,同時取得足夠的通路資源、適當銷售方式的與可令人接受的終端售價,將是 VR 能否成功打響第一砲的重要因素。至於 AR 與 MR 短期內發展可能不會像 VR 那麼快速,但等到技術進一步突破,或是有新的需求出現時,AR 與 MR 才能可會迎來下一波高速成長。
Reference: http://www.sogi.com.tw/articles/ar_vr_mr/6245558http://www.linkbcit.ca/virtual-reality-for-business/
16公尺座頭鯨,瞬間從體育館地板一躍而出,掀起大浪花!比AR、VR更厲害的MR來了
Magic Leap是美國一間混合實境新創公司,他們利用前所未有的混合實境(MR, Mixed Reality)技術,讓虛擬世界的影像能夠非常真實地與自己互動,使人難以區分兩者的差別。這間公司產品尚未上市,就獲得許多知名企業的鉅額融資,目前估計市值已達45億美元。
創新心法:
擷取VR虛擬實境與AR擴增實境的優點,創造出更有價值的「混和實境MR」。Magic Leap做到了從創新裡持續挖掘創新!
1、VR和AR的介紹與應用
Magic Leap的「數位光場顯示技術」引起業界許多大型企業的關注,利用混合實境(MR),讓消費者可以在購買產品前於虛擬空間中體驗產品,再搭配科技業的行銷及電子產業產品上的結合,對於投資Magic Leap可說是大有前途,讓顧客能夠深刻體會產品與自身的關聯。而目前市面上也有很多VR及AR技術的應用。
虛擬實境(VR, Virtual Reality)技術藉由電腦技術設計出一個三維空間,讓人身處於虛擬的世界,所有看到的影像皆為虛擬的。建築設計模擬利用這樣的技術讓買家可以清楚了解房屋的內部結構,彷彿置身於真實的情境中。設計公司Moment更預計利用虛擬實境,讓重力、電磁波等抽象的科學知識及概念融入學校的課堂中。
擴增實境(AR, Augmented Reality)技術不同於VR,讓人身處於現實世界,搭配裝置影像與使用者互動。即將推出的iPhone 8也將融入擴增實境的技術,運用於臉部辨識及市區導航。Google Glass可以將儀表板及地圖的影像顯示於眼鏡螢幕,如此一來,使用者在開車時不用低頭就能夠知道車速等資訊。在Pokémon Go中,各種神奇寶貝可在現實世界中與玩家互動,這樣的技術打破以往的想像,是現在最受歡迎的擴增實境技術。
2、Oculus Rift和HoloLens與Magic Leap的比較
臉書的Oculus Rift(一種虛擬實境的頭戴式顯示器)與微軟的HoloLens(一種擴增實境的眼鏡)都曾為了設計出虛擬實境(VR, Virtual Reality)技術而絞盡腦汁,兩者的產品也在2016年上市且獲得不少買家的迴響。
Oculus Rift雖然已經有非常完整的設計,讓使用者可以沉浸在虛擬世界,但產品本身太大,無法讓使用者隨身攜帶,在軟體的安裝上也無法普及。HoloLens的評價也不錯,裝置大小適中能夠讓使用者隨身使用且不會有線纜的限制,但他的影像會讓人在使用一段時間後產生暈眩,視角太窄無法擴大。
不同於Oculus Rift的虛擬實境(VR)技術以及HoloLens與Pokémon Go的擴增實境(AR)技術,Magic Leap的混合實境(MR)技術可以說是前面兩者的綜合體,融入虛擬實境的虛擬感與擴增實境與影像互動的優點,將裝置發展至極致。也因此許多企業會因為它的未來性而如此看重。
反觀Magic Leap的裝置為類似眼鏡的輕薄裝置,透過「數位光場顯示技術」,讓影像直接映射在視網膜上,模擬人體眼睛的成像方式。因此使用者所看到的影像能夠隨著眼球的移動而快速變化,使得成像非常自然,不會有暈眩或視角受限制的問題出現。
Magic Leap混合實境的這項技術,模糊了現實與虛擬之間的界線,讓人無法區分兩者間的差別,因此更能為現實世界增添許多虛擬色彩,讓臉書及Google的技術相比之下遜色不少。
Magic Leap在去年透過錄製的一段影片展現產品的驚人之處,讓觀眾嘖嘖稱奇。其中在體育館內鯨魚出水以及在辦公室中與行星互動的技術,讓大家對於其產品更加期待。
3、行銷長突然離職,是危機還是轉機?
在大家一致看好Magic Leap無可限量的前景時,一件聳動的事件發生了。
Magic Leap的市場營銷總監-布萊恩·華萊士(Brian Wallace)已確定於10月份離職,這突如其來的消息引起業界許多人的擔憂與討論。布萊恩曾任職於黑莓、三星等企業,有著豐富的智慧型手機行銷經驗,因此他的離職,對於Magic Leap在往後不管是行銷面還是策略執行等走向都有著重大影響。
而Magic Leap對於此事件做出這樣的回應:「人員流動是公司的正常現象。華萊士完成了出色的工作,給公司帶來了很大的幫助。」雖然還不確定布萊恩離開的原因以及後續會對Magic Leap造成甚麼影響,但此次的離職事件對於公司來說或許是個重要的提醒,把握住可靠人才是公司走下去的關鍵因素。
Magic Leap的技術可以改變人與人及人與世界之間的互動模式。例如藥商在與醫生解釋藥的療效時,可以運用擴增實境模擬藥在人體內如何被人體吸收進而與反應部位結合的情境,讓藥商與醫生能夠增加雙方溝通上的連結。如此的應用對於未來科技、醫療、服務等各種領域,在產業上的合作及溝通都可以真實地體現虛實之間的結合,讓產品更具人性化,滿足顧客實際需求。
Magic Leap目前為止未上市任何產品,原因很有可能為此技術目前仍無法量產,人員的流動讓研發與行銷無法並進。雖然已獲鉅額融資、裝置也極具未來性,但若是遲遲未見其混合實境裝置,想必會讓消費者與投資者有更多的疑慮。
參考資料:
1.Magic Leap – the wildest start-up you’ve never heard of?
2.Secret Startup Magic Leap Could Wipe Out Computers in the Near Future
3.Get Ready for Magic Leap: New Patent Brings VR Device One Step Closer to Reality
Reference: http://www.businessweekly.com.tw/article.aspx?id=19405&type=Blog
什麼是混合實境?
混合實境是實體和數位世界的融合,消除了人類、電腦和環境彼此互動的藩籬。 這種新型的實境功能奠基於電腦視覺、圖形處理能力、顯示器技術和輸入系統的強化。 不過,「混合實境」一詞最初是由 Paul Milgram 和 Fumio Kishino 在 1994 年的論文《混合實境視覺顯示器分類法 (A Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays)》中提出。 他們的論文探討了 Virtuality Continuum 的概念,以及如何分類套用至顯示器的分類法。 從那時起,混合實境的應用就不再侷限於顯示器,而也包括:
- 環境輸入
- 空間音效
- 實際和虛擬空間中的位置和定位
影像:混合實境是實體環境與數位世界混合的結果。
環境輸入和認知
過去數十年來,眾人持續探索人類與電腦輸入之間的關聯性,因而造就了所謂的 人機互動 (或簡稱 HCI) 的專業領域。 人類輸入會透過各種不同的方式進行,包括鍵盤、滑鼠、觸控、筆跡、語音,甚至是 Kinect 的框架追蹤。
在感應器和處理能力方面的提升,逐漸使環境中的電腦輸入形成新的區域。 電腦與環境之間的互動是環境理解或 感知,而正因如此,Windows 中顯示環境資訊的 API 名稱即稱為 認知 API。 環境輸入會擷取諸多事物,像是使用者所處的位置 (例如頭部追蹤)、表面和界限 (例如空間對應和場景理解)、環境光源、環境音效、物件辨識和位置。
影像:電腦、人類與環境之間的互動。
電腦處理、人類輸入和環境輸入 這三者的組合,造就了建立真正混合實境體驗的舞台。 實體世界中的移動會轉譯成數位世界中的移動。 實體世界的界限會影響數位世界中的應用程式體驗,例如遊戲進行。 如果沒有環境輸入,體驗就無法在混合實體與數位實境間融合。
混合實境頻譜
因為混合實境融合了實際和數位世界,這兩個實境就定義了頻譜的兩極,稱為 Virtuality Continuum。 我們將實境的陣列稱為 混合實境頻譜。 左側是我們人類所在之處的實體實境。 右側則是對應的數位實境。
擴增與虛擬實境
現今市場上大部分的行動電話幾乎都沒有環境理解功能。 他們所提供的體驗無法混合實體和數位實境。 在實體世界的影片串流上重疊圖形的體驗即為「擴增實境」 。 遮蔽您的檢視來呈現數位體驗的體驗即為「虛擬實境」 。 擴增實境與虛擬實境之間的體驗,形成了 混合實境:
- 從真實世界開始,放置數位物件 (例如全像投影),如同真實存在一般。
- 從實體世界開始,另一個人的數位表示法 -- [頭像] -- 顯示他們在留言時所處的位置。 換句話說,即為不同時間點表示非同步共同作業的體驗。
- 從數位世界開始,實體世界 (例如牆和傢俱) 的實體界限會以數位方式出現在體驗中,以協助使用者避開實體物件。
影像:混合實境頻譜
現今提供的多數擴增實境和虛擬實境產品,都代表此頻譜的一小部分,且被視為較大混合實境頻譜的子集。 Windows 10 以整個頻譜為基礎,並可將數位方式呈現的人員、環境和事物與真實世界混合。
裝置和體驗
有兩種主要的裝置類型可提供 Windows Mixed Reality 體驗:
- 裝置能夠將數位內容放在真實世界中,如同真實存在一般,是 Holographic 裝置 的特性。
- 裝置能夠建立「存在感」,隱藏真實世界,而以數位體驗取而代之,是 沉浸式裝置 的特性。
注意
無論裝置是連線到其他電腦或以行動網卡連線到其他電腦 (透過 USB 纜線或 Wi-Fi) 或是獨立的 (未連線),都不會反映裝置是否為全像攝影還是沉浸式。 增加行動性的功能會帶來更好的體驗,且全像攝影和沉浸式裝置都可能是以行動網卡連線或是未連線的。
技術提升可實現混合實境的體驗,但目前沒有可在整個頻譜中執行體驗的任何裝置。 Windows 10 同時為裝置製造商和開發人員提供通用的混合實境平台。 現今的裝置可以支援混合實境頻譜內的特定範圍,而新型裝置則可擴大該範圍。 在未來,全像攝影裝置會變成沉浸式,而沉浸式裝置會變得更全像攝影。
影像:裝置在混合實境頻譜上的位置
最好能考量應用程式或遊戲開發人員想要建立的體驗類型。 這些體驗通常會以頻譜上的特定點或部分作為目標。 開發人員應考慮他們想要作為目標的裝置功能。 仰賴實體世界的體驗在 HoloLens 上的效果最佳。
- 向左 (接近實體實境)。 使用者仍然存在於其實體環境中,且永遠不會相信他們已離開該環境。
- 中間 (完全混合實境)。 這些體驗混合了真實世界與數位世界。 看過野蠻遊戲這部電影的觀看者,可以調整故事中所出現房屋的實體結構與叢林環境的混合方式。
- 向右 (接近數位實境)。 使用者會體驗到數位環境,且不會察覺周遭實體環境發生的情況。
