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MR混合現(xiàn)實(shí)能掀起未來的技術(shù)革命嗎?聽聽微軟怎么說!

作者:管理員 發(fā)布時間:2017/10/20 9:14:34 關(guān)注:7096 人



亞歷克斯·基普曼對硬件很熟悉。自16年前加入微軟以來,他已經(jīng)成為了100多項(xiàng)專利的主要貢獻(xiàn)者,這些專利包括Xbox Kinect里先進(jìn)的運(yùn)動傳感技術(shù),該技術(shù)已成了全息3D頭顯HoloLens的基石,也就是他最新的一項(xiàng)發(fā)明。


但如今基普曼坐在華盛頓雷德蒙德城微軟總部的辦公室里,他所談?wù)摰囊呀?jīng)不是硬件了,而是從哲學(xué)的角度去討論人類和機(jī)器之間的關(guān)系。對他而言,不論我們是通過屏幕還是頭顯與機(jī)器進(jìn)行交互,“這都是一瞬間的事情”。



基普曼出生于巴西,如今他的職稱是微軟Windows和設(shè)備組的科技院士(technical fellow),他認(rèn)為這種技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于能進(jìn)行時間和空間上的替換。他提出了“混合現(xiàn)實(shí)”(MR)的概念,這種技術(shù)能將真實(shí)世界和計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的圖片相結(jié)合,并會在將來某一天無縫地對虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行融合。他表示,混合現(xiàn)實(shí)最迷人的地方在于,能將這種“替換超能力”帶到現(xiàn)實(shí)世界。


人們認(rèn)為,彼此之間面對面的會談會很有意義,這也是我乘坐了10個小時的飛機(jī)去和基普曼面談的原因。“但如果你需要真正到達(dá)對方身邊,卻能實(shí)現(xiàn)這種互動,那么我們的生活就會突然變得很有趣。”他說道。


“我的女兒每周都可以和她遠(yuǎn)在巴西的表親玩耍,我的員工也不需要滿世界到處跑,就能完成自己的工作。隨著人工智能的興起,我們不需要親自到達(dá)別處,就能身臨其境地和別人對話。也許在將來某一天,你生活在火星,可能我早已去世100年,但你我之間依舊可以進(jìn)行‘對話’。身為一名技術(shù)人員,我的工作就是要加快實(shí)現(xiàn)這樣的未來。”他繼續(xù)說道。


微軟已經(jīng)在投資混合現(xiàn)實(shí),它認(rèn)為這種技術(shù)能推動我們走向未來。


這就又回到硬件的問題上了——不論消費(fèi)者是否接受混合現(xiàn)實(shí),一款價格合理、普及程度高的設(shè)備無疑是個先決條件(但虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)慘淡的銷量也意味著我們不可能直接進(jìn)行混合現(xiàn)實(shí)革命)。和Oculus Rift以及HTC Vive不同,HoloLens自帶全息計(jì)算機(jī),它不需要連接到任何外部設(shè)備上。但與其說HoloLens是一款消費(fèi)產(chǎn)品,3000美元的價格更像是在進(jìn)行概念驗(yàn)證。

如今微軟想要做出改變。

今年秋天,這家公司將會推出Windows Mixed Reality Headsets,這也是它第一次想要將這種概念銷售給普通群眾。盡管這款設(shè)備更接近虛擬現(xiàn)實(shí)(而非虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的完美結(jié)合),它仍然包含了HoloLens的一些主要功能,包括先進(jìn)的追蹤和構(gòu)圖能力,其價格也更容易讓人接受,只有300美元到500美元左右。


你可以在戴爾、惠普、三星等一批硬件合伙人那里買到這款頭顯,它能讓用戶創(chuàng)造一個3D空間,并能自行在里面添加媒體、應(yīng)用和瀏覽器窗口等。


正如微軟所期望的,想要進(jìn)入它所描繪的“明日世界”,推出一個讓普通群眾都能打造自己數(shù)字世界的平臺,無疑是第一步。“不論你是否和我們一樣相信混合現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)未來發(fā)展不可避免的趨勢,這種技術(shù)必然會關(guān)系到將來的生產(chǎn)、創(chuàng)造、教育以及整個娛樂環(huán)境。”

與真實(shí)世界合作的虛擬工具。

沉浸式媒體公司Emblematic的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)政官Nonny de la Pe?a是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于報道和內(nèi)容敘述領(lǐng)域的先驅(qū),被稱作“虛擬現(xiàn)實(shí)教母”,她認(rèn)為沉浸式技術(shù)最有可能為觀眾提供“現(xiàn)場視角”,讓他們看到記者正在采訪的畫面。在她看來,HoloLens有潛力去改善我們對世界的理解和認(rèn)知深度,特別是憑借容積捕捉技術(shù),它能通過多個攝像頭和綠光屏建立物體的3D模型。


“微軟開始通過容積捕捉技術(shù)來提供更高級別的仿真度,這也將成為一種新聞報道工具。”de la Pe?a說道。Emblematic拍攝的獲獎紀(jì)錄片After Solitary采用了該技術(shù),讓觀眾更加深刻地了解到長期監(jiān)禁給人帶來的精神創(chuàng)傷。


混合現(xiàn)實(shí)將帶來的主要改變就是內(nèi)容不再受限于特定的設(shè)備,它通過一些基礎(chǔ)模塊(現(xiàn)實(shí)世界的或者計(jì)算機(jī)生成的物件)來創(chuàng)建一個環(huán)境,讓進(jìn)入的用戶來和別人進(jìn)行互動。在這種情況下,設(shè)備更像是一個讓你訪問這些世界的窗口,而不是你私人內(nèi)容的儲存庫(比如智能手機(jī))。


基普曼表示,這會對未來應(yīng)用的設(shè)計(jì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。假如你要設(shè)計(jì)一個虛擬的雕塑,并將它放在起居室的茶幾上。而擁有另一款混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備的用戶也能在進(jìn)入起居室后看到你的雕塑,并任意地對它進(jìn)行移動。也就是說設(shè)備不會再存儲你的內(nèi)容,而是掃描周圍的環(huán)境,并進(jìn)行構(gòu)圖,以確定周圍有哪些物件(包括虛擬的和真實(shí)的)。


“這些概念需要你在混合現(xiàn)實(shí)中重新定義一種操作系統(tǒng),并建立一個在云端和計(jì)算機(jī)上通用的基礎(chǔ)設(shè)施,從而實(shí)現(xiàn)個人計(jì)算和協(xié)作計(jì)算之間的轉(zhuǎn)換。這都要花時間。”基普曼笑道。

混合現(xiàn)實(shí)的完善。

基普曼并不是唯一一個對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)持樂觀態(tài)度的人。加州創(chuàng)企Avegant正在創(chuàng)造一個平臺,它能將多個焦平面堆疊在一起,從而呈現(xiàn)出一個細(xì)致的3D畫面,這家公司將之成為“光場”技術(shù)(light field)。Avegant的首席執(zhí)政官Joerg Tewes表示:“混合現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用是無窮的。設(shè)計(jì)師和工程師可以用手來直接操作那些3D模型。


醫(yī)療教授可以借助逼真的人類心臟模型向?qū)W生展示不同的心臟疾病。消費(fèi)者也在家里瀏覽那些堆滿商品的虛擬貨架。有了混合現(xiàn)實(shí),人們無需鍵盤和屏幕,就能和他們的思維進(jìn)行互動。”


為了實(shí)現(xiàn)這個目的,混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備所提供的虛擬圖片必須和現(xiàn)實(shí)中非常相似,同時它們的表現(xiàn)形式也應(yīng)該更加真實(shí)。中佛羅里達(dá)大學(xué)的教授兼計(jì)算機(jī)科學(xué)家Gregory Welch認(rèn)為,目前大部分開發(fā)出來的技術(shù)都不能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。“混合現(xiàn)實(shí)在這方面尤為困難,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)和虛擬的交融,你無法回避虛擬畫面的不足和現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)性。”他在郵件里寫道。


他和他的研究合作者發(fā)現(xiàn)在某些案例中,HoloLens提供的相對寬廣的現(xiàn)實(shí)世界視角會破壞最重要的臨場感。一個健康的人大約能看到前方210度的范圍,而HoloLens的屏幕只會強(qiáng)化中間30度左右的畫面。在實(shí)驗(yàn)中,Welch及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的間斷性會破壞沉浸感。


“這意味著如果你看向前方一個虛擬的人,你將看到他‘漂浮’在你的正前方。你需要抬頭或低頭來找到一個合適的位置,讓他‘站’在地上。你也不能一次性看到一整個人,除非他站在遠(yuǎn)處(但這樣又會看起來很小)。其問題就在于你的大腦會持續(xù)關(guān)注‘正常世界’里的一切,而這會和你的感知以及行為產(chǎn)生抵觸。”Welch說道。


他也進(jìn)一步解釋了在HoloLens或Apple ARKit里,虛擬的物體看起來是固定在一個平面上,但除了基本的形狀和外觀,這些軟件不能辨認(rèn)出物體很多重要的物理性質(zhì),比如重量、質(zhì)心、運(yùn)動以及所在的表面等,你會發(fā)現(xiàn)它比現(xiàn)實(shí)世界的物體少了很多東西。“比如我在一張?zhí)摂M的桌子上扔兩個骰子,當(dāng)它落在桌面的邊緣上時不會掉下去,它也并不會根據(jù)桌面的種類和材料產(chǎn)生相應(yīng)的反彈。”他解釋道。


在一篇Welch和斯坦福大學(xué)虛擬人類互動實(shí)驗(yàn)室主管Jeremy Bailenson聯(lián)合創(chuàng)作的論文里,他們公布了一些研究結(jié)果,表明如果虛擬中的物體能表現(xiàn)得像現(xiàn)實(shí)中那樣,那么他們會給用戶帶來更深刻的影響。


“在實(shí)驗(yàn)中,我們開始通過HoloLens去理解增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和人們針對現(xiàn)實(shí)世界心理態(tài)度以及行為之間的關(guān)系。”Bailenson說道。舉個例子,他的實(shí)驗(yàn)表明,相比不遵守物理定律,那些像幽靈一樣穿過現(xiàn)實(shí)物體的虛擬人物(而不是像普通人那樣繞過物體),更容易降低用戶的真實(shí)感。


混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)步可能會提高頭顯的普及性,并降低重量。但將來這類互動技術(shù)也有可能會徹底擺脫這些可穿戴設(shè)備。Welch在近年來研究的空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(SAR)就能讓你通過投影儀來改變真實(shí)物體的外觀,比如沙發(fā)的顏色或桌面的紋理——而且無需佩戴眼鏡。


“當(dāng)然,SAR技術(shù)并不適用于所有的情況,但在適用的場合,它就非常富有吸引力,自由度也很高。你無須做任何事情(不用頭顯、手機(jī)等)就能改變周圍的環(huán)境,這的確很夢幻。”Welch說道。



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