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实境增强眼镜:超越现实

作者: 来源:   2012/8/16 9:00:00

我手中拿着一张画有黑白图案的正方形纸板,看到一条和小狗一般大的龙出现在它上方,朝我咆哮。我看到一条微型地球轨道围绕着一个真实的饮料罐,看到一个虚拟的球从一张桌子上的虚拟数字缝隙中掉落,看到真实大小的虚拟人物坐在一把空椅子中。

AR

超越现实:Wrap920AR眼镜提供沉浸式的虚拟现实,仅需1995美元。 


制造这些让人印象深刻的特效的是一副实境增强 (AR)眼镜——更具体地说,是来自Vuzix的Wrap920AR眼镜。虚拟现实向你展示的只是数字场景,而实境增强技术则把文本或图像等虚拟信息实时糅合到你看到的现实世界中。

在过去几年里,实境增强技术开始出现在智能手机中,软件将信息叠加在你通过手机屏幕看到的现实世界上。但是提供沉浸式体验的实境增强眼镜,却局限于学术研究和医学、军事培训等特殊领域的应用。这多半是因为更早期的实境增强硬件非常笨重,而且要花费数万美元。

位于纽约罗彻斯特(Rocheste)的Vuzix公司开发的Wrap 920AR眼镜成本为1995美元,价格大约是同样图像解析度的实境增强眼镜的一半。公司希望这款产品可以吸引游戏玩家、动画家、建筑师和软件开发人员,还为建造实境增强环境而开发了一套软件,用在眼镜上。

戴上920AR,就等于通过一对LCD视频显示器看世界。920AR比通常的眼镜重,但比我试用过的其他头戴式虚拟现实显示器要轻。显示器与两台装在眼镜外面的摄像机相连。屏幕模仿自然人的视觉,向每只眼睛展示的世界略有不同,从而产生对景深的感觉。加速度测量仪、陀螺仪传感器、磁力计可以用来跟踪佩戴者正在看哪个方向。眼镜也提供了接口让用户可以连接iPhone,以用于便携式设备并进行控制,比如加载一个特殊的实境增强物体或环境。

Vuzix的软件可以辨认和追踪视觉标志(比如我手中拿着的黑白图案的纸板),或锁定特定物体或颜色(比如饮料罐)。只要被追踪的物体和图案能够被相机捕捉,追踪工作就能够很好地奏效;被追踪的图案倾斜得太多会导致虚拟图像闪烁。通过追踪头部运动,该软件可以确保虚拟物体被完美地放置在现实世界里。

“也有其他人制作出了立体的视觉眼镜,但是没有一个能接近Vuzix的价格点。”哥伦比亚大学(Columbia University)的史蒂夫·芬纳(Steve Feiner)教授说道,他自从20世纪90年代起就是实境增强研究方面领先的专家。芬纳说,这款眼镜之所以没那么笨重,得益于相机和运动传感器被集成到显示器上。

乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的布莱尔•麦金泰尔(Blair MacIntyre)副教授致力于实境增强游戏研究,他指出很多研究者和公司都聚焦于智能手机。“自从手机功能变得强大以来,很少有人再研究针对消费者的头戴式显示设备了。”他说。

但是,麦金泰尔提到实境增强眼镜在很多场合比手机要实用。他说“任何需要使用工具的工作,比如医疗、军队、维护维修,都需要头戴式显示设备”,因为需要腾出手来做其他事情。麦金泰尔也指出,使用实境增强技术来探索世界信息需要频繁地查看设备,就手机而言这太麻烦了。

他还说,实境增强眼镜要想变得非常受欢迎,必须更加轻便和美观,而且需要配备有价值的应用,“如果没有合适的应用,即使是100美元也没人会买”。麦金泰尔认为游戏可能是实境增强的杀手级应用,商业或者社交媒体的应用也有可能受欢迎。Vuzix眼镜像是一个“过渡步骤”。他说:“购买者到不了1百万人,但是我确实认为,它已经比其他任何已有的东西更接近我们的需要了。”

最终这种方法会很实用,通过使用光学部件在镜头上叠加图像,无需笨重的显示器就能将实境增强技术结合到眼镜上。“透明的镜片是实境增强技术研究最初时期的一个想法,”芬纳说。但是那样的话很难追踪一个人看到的图像,也很难准确地在透明的显示设备上叠加虚拟物体。光学显示设备也面临着背景光干扰的困难。

麦金泰尔相信,即使那些平常不戴眼镜的人最终也会被实境增强眼镜吸引。“十年前,如果我告诉你人们会在耳朵上别上一件闪亮亮的大家伙,没人能想象。”他说的是蓝牙耳机,“实用价值大过于缺少美感和笨拙。”

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