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AR增强现实技术，瞬间提升人气！
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AR增强现实技术，瞬间提升人气！">AR增强现实技术，瞬间提升人气！
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您使用浏览器不支持直接复制的功能，建议您使用Ctrl+C或右键全选进行地址复制说起&Pokemon Go&（精灵宝可梦Go）这款一度风靡全球的热门手游，估计很多人都有印象。作为2016年7月推出的一款宠物养成对战类RPG手游，通过AR（增强现实）技术，玩家可以通过智能手机在现实世界里发现精灵，进行抓捕和战斗，极大地提高了人机交互的真实性和娱乐性。
其实，从1990年提出AR这个概念到现在大规模的应用，只用了十几年的时间。在这过程中，AR技术从实验室走向，从室内走向室外，被广泛地应用于军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。可以说，我们的生活充斥着AR技术和产品。
初露锋芒：AR技术改变汽车&安全生态&
近年来，AR的触角延伸到了汽车行业。AR技术和汽车领域的结合越来越紧密，从生产制造到销售、再到辅助驾驶、最后到维修保养，AR贯穿了汽车行业的整个生命周期。
在和消费者密切相关的安全驾驶领域，AR技术在驾驶辅助层面的应用，很大程度上提高了行车的安全性和便利性。其实，我们很熟悉的HUD（抬头显示）技术以及具备倒车辅助线的倒车影像功能，就是AR技术在汽车行业的最早应用。
近几年，各大汽车品牌及其厂商一直都在进行AR技术在辅助安全驾驶技术的研发。例如，推出了透明引擎盖，可以直接在车窗上显示引擎盖下方的路面；Mini 联合高通推出了一款专为车主配备的AR眼镜，显示导航数据、行驶速度、限速提示、岔口信息等行车信息和手机信息；推出了Vision迈巴赫6概念车，搭载了AR挡风玻璃，提供包括仪表盘、卫星定位、实时地图等各类信息。
其实，很多汽车厂商对于AR技术的应用还处于初级阶段，很多看似先进的AR产品目前还停留在研发阶段，因其成本的原因，并没有实现大规模的普及就应用。像之前提到的HUD和倒车影像辅助技术，这种单一的、浅层次的功能无法很好地满足车主在行车过程中的全方位的安全需求。
全新升级：AR View+系统引领&全面移动安全&
基于这一点，作为后起之秀的自主品牌&&，在充分了解行业现状以及洞悉车主群体需求的基础上，对现有的AR技术进行再次升级，推出AR View+（全景影像）系统，并应用到最新的纳智捷U5 SUV这款车上。区别于以往的单一驾驶辅助功能，这一系统包含的7大功能，实现了对车主行车全过程的安全防护。现在，我们就来听听纳智捷车主们对AR View+有着怎样的看法吧！
新手司机的福音& AR View+守护行车每个环节
26岁的黄小姐是一名公司白领，今年年初入手了一辆。虽说已经拿驾照3年了，但是因为买车之前一年也开不了几次车，黄小姐说自己其实是个新手司机。刚开始选车的时候，黄小姐就比较看中安全性和性价比，不到10万的拥有AR View+系统的纳智捷U5 SUV就成了她的首选。
&刚上车的时候，就有一种眼前一亮的感觉。12英寸的中控屏上可以显示车身四周的360度的影像，而且成像也很清晰，没有视觉死角，起步的时候不用担心撞到什么东西。小区的小孩和宠物比较多，通过这个环车安全影像系统，也不用担心因为视觉盲区而磕碰到他们了&，黄小姐说道。
&对于我们这种新手来说，停车是一个很头疼的事情，经常是过了10分钟还没停好车。不过，还好有主动式环景影像系统，能够主动识别车身四周的障碍物的方位，感觉停车格放大了2-3倍，再难停的车位也能一次就停进去。除此之外，在路边停车的时候，原来下车开车门前都要很小心，一不留神就可能和后面的车子和行人发生碰撞、剐蹭。有了开门防后撞影像系统，能够在屏幕上提前看到后方的来车等情况，而且熄火之后影像系统还能持续一段时间，这一点很贴心&，黄小姐这样向我们解释。
&马路杀手&的救星& AR View+助力路面安全驾驶
作为一名大学毕业不久的职场新人的张先生，攒了几个月的工资以后，前不久贷款买了一辆纳智捷U5 SUV。说起自己&不堪回首&的开车经历，张先生表示，虽然之前也经常开家里或者其他朋友的车，但是城区的路况比较复杂，再加上自己比较粗心大意，一不注意就容易发生剐蹭，给自己的生活造成了不少麻烦和困扰。
&自从开了纳智捷U5 SUV之后，就没再出现过类似的问题了。AR View+系统在路面安全保障方面确实有效，对我来说很实用&，张先生讲道，&在变换车道或者在那种窄巷子转弯的时候，通过无盲点车侧安全影像系统能够很好地发现四周的障碍物和车辆，变道的时机和转弯角度的把握都可以拿捏得很准确。对于之前经常发生问题的十字路口和三岔路口等地带，有了车前双侧主动影像系统的实时提醒之后，能够提前看清车前两侧视野的车流和人流情况，避免转弯的时候突然碰到路口左右急驶的车辆。&
&另外，后视影像系统能够呈现车尾以及后方的来车情况，有时候要赶时间，就免不了路上要变换车道超车。通过这个系统，就可以很好地掌控与后方车辆的距离，在安全距离下轻松变换车道。有时候，去郊区碰到坑坑洼洼的路面的时候，这时候底盘透视系统就很重要了，它能够清晰地显示车底的道路情况，不用再担心轮胎掉进坑洞之中，或者有什么凸起的石头蹭到底盘&，张先生说道。
通过对车主们的亲身用车经历的呈现，我们可以看到纳智捷的AR View+系统给驾驶者的行车体验带来了一系列新变化。该系统对所有行车环节进行监控防护，实现了&全时、全景、全路况&的全面移动安全，为车主提供&7重防护&，让车主驾车更加的安心和省心，也会更加的安全和便利。
AR View+系统对原有的AR技术进行了突破和升级，可以视为AR技术在汽车辅助驾驶领域的一次&成功实践和应用&。未来汽车领域的AR技术将走向何方？纳智捷在AR领域又会有什么新动向？让我们一同期待。想了解更多关于《 》的报道，那就扫码下载和讯财经APP阅读吧。
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AR革命逼近，巨头纷纷抢跑，谁将成为第一批红利收割者？
邵长东 苏宁金融研究院高级研究员
&&& 本文首发于微信公众号：财富资讯。文章内容属作者个人观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。
来源：苏宁财富资讯作者：邵长东 苏宁金融研究院高级研究员
　　前不久，万众期待的iphone 8和iphone x正式亮相，除了早为人们所知的全面屏外，新款iphone增添了一个震撼功能――AR。AR是什么？为什么可以成为发布会最大的亮点？这是怎样的一种黑科技？其典型产品有哪些？又将给当前的零售业态带来怎样的影响？本文将逐一解析。
　　AR是怎样的一种黑科技？
　　AR 英文全称是Augmented Reality，即增强现实，简单来说，AR技术实现的是虚实叠加，将原本在现实世界一定时间空间范围内很难体验到的物理信息如视觉、声音、触觉等，通过技术手段模拟仿真后再叠加，将虚拟信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。比如，将虚拟的瀑布叠加到你真实的视野中，从你前方真实的上一泻而下，并能听到流水的声音。
　　AR技术正逐渐转变为主流技术，根据Grand ViewResearch的研究报告，到2024年，AR市场规模预计将达到100.24亿美元。由于硬件技术、移动软件以及物联网的发展，人们对VR/AR的需求也日益增长，应用途径也变得多样化，购物、营销、游戏、等将成为AR技术的主要需求来源。
炫酷的AR技术用了哪些黑科技？
　　AR技术的主要任务是进行真实世界和虚拟物体的无缝融合，需要解决真实场景和虚拟物体的融合一致性问题。为了确保真实世界和虚拟对象的无缝融合，AR系统必须要突破三项关键技术。
　　（1）SLAM技术
　　SLAM是Simultaneous Localizationand Mapping的缩写，意为“同时定位与建图”，它是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图的过程。AR设备通过SLAM系统确定所需要叠加的虚拟信息在投影平面中的位置，并将这些虚拟信息实时显示在屏幕中的正确位置，完成虚实叠加。
　　按照传感器种类和安装方式的不同，SLAM的实现方式和难度会有很大差异。按传感器分，SLAM主要分为激光、视觉两大类。而目前基于视觉SLAM技术开发的代表性产品是微软的Hololens。
　　Hololens有4个环境感知摄像头，靠内的两个摄像头朝向前方，靠外的两个摄像头分别朝向左右两边。主要起作用的是靠内的摄像头，只要靠内的摄像头有一个不被遮挡，即使其他三个摄像头被遮挡，也不会影响HoloLens对空间位置的感知。SLAM系统工作时，首先提取图像中的特征，然后根据相邻帧图像的特征去匹配，识别出场景某些特征点位置，并通过图像的变化反向计算出相机的运动，实现对相机位置和姿态的空间定位。
　　（2）三维重建技术
　　简单地说，三维重建就是从输入数据中建立3D模型，经过扫描重建后的三维模型可以直接应用到AR或VR场景中。三维重建技术一直是计算机图形学和计算机视觉领域的一个热点课题，也是AR的基础关键技术。
　　其中，在面向消费者层面的深度相机出现以前，三维重建技术的输入数据通常只有RGB图像。通过对物体不同角度拍摄的RGB图像，使用相关的计算机图形学和视觉技术，可以重建出该物体的三维模型。不过，早期的三维重建技术得到的模型精度往往较低，且技术的适用范围有限。
　　当前，随着各种面向普通消费者的深度相机的出现，基于深度相机的三维扫描和重建技术得到了飞速发展。由于基于深度相机的三维重建技术所使用的数据是RGB图像和深度数据，因此，这类技术通常也被称为基于RGBD数据的三维重建。通过RGBD数据进行三维重建的代表性产品是微软的Kinect Fusion，通过在室内移动 Kinect 设备，获取不同角度的深度图，能够以较高的帧率进行实时迭代，对多帧深度数据进行累积，以较高的精度实时重建出房间以及房间内物体的三维模型。
（3）手势识别技术
　　手势识别技术是一种基于计算视觉的自然手势交互方式，需要借助复杂图像识别算法。首先，在复杂的背景中把人手提取出来，再对人手的运动轨迹进行跟踪定位，最后根据手势状态、人手当前的位置和运动轨迹等信息估算出操作者的意图并将其正确映射到相应的输入事件中。
　　目前基于单目视觉的手势识别技术主要有三大类：
　　第一类为模板匹配技术。这是一种最简单的识别技术。它将待识别手势的特征参数与预先存储的模板特征参数进行匹配，通过测量两者之间的相似度来完成识别任务。
　　第二类为统计分析技术。这是一种基于概率统计理论的分类方法，通过统计样本特征向量来确定分类器。这种技术要求人们从原始数据中提取特定的特征向量，对这些特征向量进行分类，而不是直接对原始数据进行识别。
　　第三类为神经网络技术。这种技术具有自组织和自学习能力，具有分布性特点，能有效的抗噪声和处理不完整模式以及具有模式推广能力。采用这种技术，在识别前都需要神经网络的训练(学习)阶段。
　　运用AR黑科技的典型产品有哪些？
　　以下是当前名气比较大的几款AR设备，我们逐一做个解析：
　　（1）Occipital Bridge
　　Occipital带来了独特设计的移动头显Bridge，专为苹果iPhone7、iPhone6和iPhone6s设计。Bridge不是简单的VR手机头显，它可以实现混合现实体验（更准确的说，这是一款MR产品），类似于微软的HoloLens。该款设备使用时需要利用 iPhone的摄像头，Bridge为其再加入一个广角镜头。同时在设备的顶部，设计了一个120 度广角红外线摄像头，它可以扫描周围的环境和测量距离，然后经过 App的算法构建，实现一个混合现实的场景。
（2）联想晨星AR
　　联想在今年7月的TechWorld大会上发布了全新的混合现实头显设备――晨星AR眼镜。它跟微软 HoloLens一样，也是用手势交互的。该产品拥有 86 项发明专利，主要有三个特点：
　　全球领先的光学及计算觉系统、三维物体识别、空间定位等自主技术方案、独有的远程虚拟交互的解决方案；
　　采用了独立的计算机视觉处理单元，可实现自然的手势交互和高精度SLAM；
　　以及本地和云端物体识别。
　　值得一提的是，迪士尼日前还公布了这款AR头显的首发作品：由星风工作室研发的《星球大战:绝地武士的挑战（Star Wars: Jedi Challenges）》，用户可以借助一款光剑产品与头显联动使用，就如同天行者卢克那样挥舞光剑，体验绝地武士的觉醒过程。
　　（3）微软HoloLens
　　微软公司的HoloLens通过使用头戴式遮阳板来创造三维效果，但它的视觉效果仅限于用户眼睛前面的狭窄视野。和手机上娱乐向的AR技术不同，3000美元的HoloLens眼镜本身就是为医疗设施、航天航空甚至是军事国防等领域而出现的专业设备――它能够将三维的虚拟图像与现实世界完美融合。
　　借助这款头戴设备，你甚至可以仅仅动动手指在墙上刷朋友圈，抬起头在半空中看美剧，这听起来非常科幻。通过该全息AR眼镜，用户可以在空间中看到各种全息影像，购物、游戏等应用均可呈现。
　　AR黑科技将带来怎样炫酷的购物体验？
　　在此，介绍几个通过AR技术提升购物体验的典型场景：
　　（1）苏宁易购的AR实景
　　苏宁易购推出具有3D秀、AR实景功能的新版苏宁易购APP，打造了国内电商行业“科技+营销”的模式。3D秀、AR实景功能的赋能，丰富了购物的娱乐性，增加线上用户的互动欲和品牌黏性，获取了庞大的粉丝流量。
　　例如，以往消费者在安装热水器前需测量墙壁尺寸，考虑如何合理布局。但即便如此，买回来的热水器安装到墙面后仍不一定让消费者满意，因为缺乏一个直观的感受。利用实时计算相机影像位姿，在屏幕上把虚拟图像叠加到现实世界并进行互动的苏宁易购AR实景功能，则解决了这一难题。用户通过这个功能可以直观的看到热水器在墙上所需位置安装后的效果，大大提升了购物体验。
　　（2）实体店AR看车
　　知名豪车品牌法拉利在澳大利亚西亚地区实体店中上线了AR看车服务，当用户的iPad指向一辆法拉利轿车时，可以通过iPad查看轿车的每一个部分，并可以根据自己的爱好进行染色。此外，只需要通过iPad和实体轿车进行配对，用户就可以从iPad上看到此款轿车的内部构造和行驶时的空气动力学流动等。
　　（3）匡威（Converse）AR 试穿
　　帆布运动鞋品牌匡威同样有利用AR技术来促进销售的想法，不过他们走的更远。匡威开发了一个运动鞋取样器App，顾客可以看到在自己家里穿各种鞋子的效果，节省了很多试穿的麻烦和时间。顾客坐在椅子或沙发上，将智能手机指向自己的脚，运动鞋取样器App提供一系列不同样式的鞋子，并可以和顾客的脚进行叠加，顾客只需要看看手机屏幕，就可以观看到穿上鞋子的实际效果。值得一提的是，顾客可以在App中保存虚拟的试穿图片，然后分享给社交平台的朋友。一般人看到照片后都会自然的去询问朋友鞋子的相关建议，因此带来了良好的口碑传播。
　　（4）宜家与苹果携手搞AR家装
　　在今年WWDC上，苹果公布了一些合作伙伴，其中就包括了传统家具厂商宜家。双方将会合作推出一款APP，通过该应用，这个大型的扁平包装家具公司可以为用户提供AR体验，让用户在购买和组装家具之前就通过AR技术预览实际效果，帮助用户免于安装后的一些麻烦（比如尺寸不适）。该应用可以逼真地渲染500-600个家具部件，在今后的时间里，该应用还会不断添加更多功能。宜家还希望在该应用中添加映射功能，可以让用户购买家具之前就将家具的数字图像映射在房间之中。
　　AR技术未来对零售业态会有啥影响？
　　IT服务咨询公司Vista Retail Support调查指出，体验过店内AR技术的受访者中，96%的人表示，看到生成的3D图像彷产品就在眼前，这有助于提升购物体验；而没有体验过的受访者当中也有56%的人认为采用AR技术应该是零售商的优先政策。此外，75%的受访者认为AR应用在零售领域有正面价值，并会鼓励使用。
　　AR技术的逐渐成熟将为购物体验尤其是线下零售带来巨大变革，相对于线上的一键下单、隔天交货，AR技术将为厌倦线下传统购物环境的消费者带来额外的惊喜。许多应用案例显示，AR已经产生重大影响，这种创意方式让零售商有很大的机会吸引并留住购物者，体验过的人展现高度兴趣，没有体验过的人也表示渴望体验新技术。
　　以AR技术、物联网和人工智能为代表的新技术向零售行业的渗透，正在推动中国零售业迈入创新发展的时代，这也是未来零售业的机会和价值所在。在可预见的未来，零售商将广泛采用AR等新技术，满足消费者的期望，开启智慧零售时代。
&&& 文章来源：微信公众号苏宁财富资讯
（责任编辑：宋政 HN002）
和讯网今天刊登了《AR革命逼近，巨头纷纷抢跑，谁将成为第一批红利收割者？ 》一文，关于此事的更多报道，请在和讯财经客户端上阅读。
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AR技术不得不说的秘密
& 　　文| Wanmin Wu& 董飞
　　增强现实技术引关注
　　随着近日，某家增强现实技术（Augmented Reality, AR）公司融资14亿美元，AR再度成为科技领域内一个追捧热点。其中到底藏着什么样的巨大前景这么被人们看重呢？
　　在说清楚这个秘密之前，我们先得区分另一个类似的技术——虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）。两者的技术可能有重叠的部分，但应用场景则不同。
　　简单来说，假如有一天，你赶不上演唱会只能看直播，但不想放弃现场体验怎么办？没关系，戴上VR眼镜，你在家里就能如身临其境般感受最逼真的视觉体验。VR眼镜是不透明的，用于显示完全虚拟的世界，把物理世界完全挡住，即使坐在家里，你也能感到去大溪地“潜水”。&
Google Cardboard VR
Facebook Oculus VR
　　而AR眼镜通常是透明的，让你能看到现实世界的景象，同时会由眼镜虚拟出一些图像叠加在上面。
　　总的来说，这些设备是计算机的必然发展趋势。自2007年iPhone面世以来，智能手机发展迅猛。用户随时随地带着它，各项使用数据毫无悬念地都在超越PC端。所以，人机交互界面的未来主要在于移动。但现在的手机局限在于，
　　（1）既然要便于携带屏幕就做得小，屏幕小了某些功能就得受限；
　　（2）显示屏幕是平面也就是二维(2D)的，而真实世界是三维(3D)的。
　　未来的透明AR眼镜有望实现大突破，既能让用户随身携带，又能在眼前显示超大屏幕，还能把以假乱真的3D内容渲染到人所看到的真实世界里。想象你坐在教室里自习，讲台上的老师看起来真实无比，但其实他就是在你的眼镜上虚拟出来的人。这样的眼镜大概不会完全取代手机，但毫无疑问潜力无穷。
　　跟VR比较，AR的应用场景更广阔。毕竟，我们一般不会戴着VR头盔在大街上逛吧。本质上，AR是VR的超集，镜片前面一挡就成了VR。
　　戴眼镜好麻烦，能不能裸视？
　　直接像《星球大战》一样，在空气中显示全息图（Holography）行不行？这样的美好愿景，有一天也许能做成，但近期看离实用还早。
　　现在有一些大学实验室的确在研究裸眼光场显示器（Light Field Display），但需要很复杂笨重昂贵的设备，还必须先安置才能使用。相对这些，做成眼镜的效果要好得多。轻便的AR眼镜将是移动人机交互界面上，也是计算机发展的重大革新。
　　在VR头盔前加个摄像头也能成AR，为什么非要做透明？
　　说起来AR有两种，一种是前面所说的透明AR（Optical See-through)，人透过镜片能直接看到现实世界。另一种就是“视频叠加”（Video See- Video Overlay）——通过摄像头捕捉现实世界图景，然后以视频的方式呈现给用户，同时其中再渲染一些画面。事实上，现在手机和平板上已经出现了很多Video Overlay的应用，比如看星空，求翻译，选家具等。
　　那为什么不用VR头盔加摄像头实现这种AR呢？事实上，现在很多VR头盔都在试探这种做法。不过，它和透明AR相比各有优劣。其优势在于，用视频实现的虚拟和现实的叠加(overlay)要比透明AR简单得多。这也是为什么它已经开始在移动端商用的原因。
　　但劣势也可想而知，用户看到的毕竟只是一个2D视频，质量跟眼睛直接看到的世界差距很大。而且视频从采集到显示总是有延迟的，如果跟体感信号不一致的话会造成身体不适。所以不管怎样，还是会有公司追求更好的产品体验，前仆后继地去做透明AR的。
　　光凭这些就能融到14亿美金？
　　前面我们说了AR技术应用潜力，这只是资本看重的一方面，同时还有技术，创始人，团队的原因。
　　其实，该AR的核心技术来自华盛顿大学前研究员Brian Schowengerdt。 他导师Eric Seibel是光纤扫描内窥镜(Scanning Fiber Endoscope)的专家。大家都知道，内窥镜就是医生们做手术时用来体内成像的，本质是个微小摄像头。Brian很聪明地逆转光路，把这个技术用到了显示上。这样通过极细的光纤（如左图所示）用激光就可以打出彩色的图像。
　　这个技术十几年前就发表了[2]，后来又不断改进，生成了一堆专利。该AR技术在很大程度上是基于Brian的这些专利。
　　那这种技术为什么重要呢？我们后面留成一个专门的问题讲。
　　然而光技术牛是不够的，要想做好AR眼镜，可想而知是需要软件硬件都得有重大突破。国际大公司可能有财力去做这个事，为什么他们认为一个初创小企业能做成？我觉得，其团队创始人Rony Abovitz起的作用非常大。他曾经在机器人手术（Robotic Surgery）上创业，做骨科手术精准定位。2004年创建的公司，2008年就上市了，后来在2013年以16.5亿美元被并购。听起来就是很牛，这种背景当然拉投资比较容易。
　　除了创始人兼CEO很牛，其团队也不一般，计算机视觉部分更有不少业内大牛。合作的团队更有在好莱坞给电影做特效的。而公司当年用来拉投资用的概念视频就像一个微型电影一样。
　　新技术核心：光场显示技术为什么对AR很重要
　　首先，光场显示技术基于极细的光纤，可以让眼镜做得轻薄。但更重要的是，Brian证明，这种光纤技术不仅可以投射出一个2D图片，还能显示出一个光场(Light Field)。
　　目前利用眼镜实现的3D主要可分成两种技术框架：Stereoscopic（中文翻译成“立体”，但其实不够准确），和Light Field（光场）。Stereoscopic眼镜早已商化，比如所有3D影院里用的，还有市面上几乎所有AR和VR眼镜/原型。而Light Field还只在实验室里有雏形。
　　什么是Stereoscopic 3D？为什么它不够好？为什么新技术核心是Light Field呢？
　　Stereoscopic 3D是假3D——
　　3D图像比2D图片多了一个维度，这个维度就是景深(depth)，其在感官上有明显的区别（只有少数人有双盲症不能看到）。
　　人眼感知景深有很多机制，包括单眼（monocular）和双眼（binocular）机制。单眼能感知的景深信号有很多种，比如：一个东西遮挡了另一个（occlusion），熟悉的物体的大小（relative size/height)，物体移动的变化（motion parallax）——远的物体变化慢、近的物体变化快。所以在此基础上，人类双眼的景深信号也非常强：两只眼睛看到同一个场景会有细微差别，这让大脑能通过三角计算（triangulation）来得到物体景深。人类在远古时就有这样的感知，帮助他们很好地判断对面的老虎或者鹿到底离自己有多远。
　　Stereoscopic 3D也就是利用这个原理给双眼分别显示不同的图片（如下图），它们很相似，只在水平方向上有细微差别。而这两张图片拍摄的时候，就是用两个并排的相机模拟人眼的位置拍的。实际上，现在的3D电影也都是基于这个原理。通过一些光学技术把细微差别的画面分别传入左右双眼，以形成立体的感知。
　　但这样的Stereoscopic 3D有些问题。简单来说，它会引起用户身体不适如头晕、恶心等。为什么呢？这又涉及到另一个视觉原理。
　　当我们在看一个现实世界中的物体时，眼睛其实有两种自然反应：
　　(1) 聚焦(Accommodation/Focus)：眼睛的晶状体就像一个凸透镜，它会调节凸度来让那个物体在咱们视网膜上清楚成像。
　　(2) 会聚(Convergence)：在每只眼睛聚焦的同时，两只眼球还会有旋转运动来一起指向那个物体。
　　很自然地，这两种反射运动在神经上是联接的(Neurally Coupled），也就是说任意一种运动会自动引发另一种运动。这也意味着，在人眼看真实物体的时候，聚焦和会聚的距离总是相等的（Vergence Distance = Accommodation Distance，参见下图A）。
　　那么Stereoscopic 3D的问题就来了。因为Stereoscopic屏幕到眼的投射距离总是固定的，也就是聚焦不变，但对图片的感知会让眼睛会聚在不同的距离以产生景深3D效果（见上图B）。所以，这两种距离经常是不一致的，以至于造成这两种神经相连的运动强行分离（Neurally Decoupled）。
　　从另一个角度讲，在自然世界里，当人眼聚焦并会聚到一个物体时，别的距离的物体应该都是模糊的（上图C）。而在Stereoscopic 3D里，不管人眼聚焦到哪儿，别的距离的物体成像都是清楚的（上图D）。
　　这些都不符合自然界人眼的规律，因此大脑会产生混乱，长时间就会引起恶心晕眩等症状[4]。所以Stereoscopic其实是用了一个小伎俩让人能看到3D效果，但它并不是真3D。
　　光场（Light Field）是真3D——光场显示跟Stereoscopic 3D比有很大不同，它能让人眼聚焦到不同的距离，从而和会聚的距离保持一致。这是最符合人眼观察自然世界规律的做法，因此被称为true-3D。但要实现这样的光场显示，并不是那么简单。现在主要是两种方法：空间复用（Space Multiplexing）和时间复用（Time Multiplexing）。
　　“空间复用”，就是把一个像素当几个像素用，来实现不同的聚焦距离。这个方法最大的问题就是分辨率大打折扣。我曾经试戴过，基本就是雾里看花。
　　“时间复用”，就是用高速原件来快速产生不同的聚焦距离，让人眼以为它们是同时产生的，这样分辨率不会损失。大家知道人眼的速度感知是有限的，很多显示器都是60Hz的，因为人眼能分辨的极限值一般就是60Hz。这意味着什么呢，如果利用360Hz的高速显示器，就可以实现6个不同的聚焦距离。而有研究表明用6个聚焦距离加上一种线性混合（Linear Blending）的渲染算法就基本能实现从约30厘米到无穷远让人眼自然对焦[5]。
　　而Brian的高速激光光纤扫描(Scanning Fiber)技术就是一种时间复用的办法。他当年先试过只用一根光纤扫描不同聚焦距离，这样做明显对显示速度要求太高，后来用一个光纤束，比如16根，每个光纤有一点位置差，然后同时扫描得到不同聚焦距离。
　　这样的光场受现实的局限，肯定不可能是连续的，都是被采样的（downsampled）。但是，即使是这样的光场投射到眼睛里也在理论上跟真实世界物体光线进入眼睛是一个道理，因此可以实现true-3D。这也是为什么光场显示技术重要的原因。
　　透明AR眼镜还面临哪些挑战
　　1. 显示
　　首先能实现近眼光场显示就很难，古老的Stereoscopic 3D方法使用户戴长了就会眼困头晕。而光场显示技术理论上成立，现实中也还有很多问题要解决。比如：
　　系统大小：据报道都还是像一个冰箱一样大的，离可穿戴还有很长的路要走。
　　光场采样：既然是采样就一定有损失，比如对比度清晰度上，如何才能最优采样？
　　聚焦和会聚（Accommodation-vergence Matching）：即便聚焦距离对了，也要保证会聚距离始终与其保持一致。Magic Leap现在的demo视频还只是从单眼摄制的，还没有证据表明他们很好地解决了双眼问题。
　　室外显示：现在业内demo都是室内的。当用户在室外时，太阳光强度比显示光高几个数量级。至少镜片需要有自动调光的技术。
　　捕捉内容：虽然现在可以用计算机图形来做demo，但以后的应用一定会需要相机采集的内容，而光场的拍摄本身还有很多问题要解决。
　　散热：是一个容易被忽视的问题。当年Google Glass出来的时候有人说用着用着脸就像要烧起来了。
　　2. 镜片
　　近眼显示有两个关键部件：显示器和镜片。现在大部分的AR眼镜镜片都是基于分光镜（Beamsplitter Prism）。
　　如图左，简单的分光镜就是45度角，把显示器产生的光从眼镜框反射进人眼，也同时让现实世界的光透进来。这样做简单便宜，但是镜片厚。理想的状态下，不仅要做到视角（Field-of-View）大，还要轻薄，透光性好，在折射/反射显示光的时候也要尽量保持光的属性并做到尽量小的光损失。
　　3. 视角（FoV）和分辨率（Resolution）
　　视角直接决定了用户体验。现在的很多AR眼镜视角还在20°-40°之间，曾有不少试戴了的记者都对它的视角表示失望。而人眼的横向视角双眼差不多有200°，纵向有130°。视角大意味着总的分辨率也要很大才能覆盖，8K*8K才会比较理想。
　　4. 遮挡（Occlusion）
　　前面说到过单眼的景深感知有一个很重要的信号就是物体之间的遮挡。在用透明AR眼镜时，一个关键问题就是虚拟物体和现实物体之间的遮挡怎么实现。
　　如果是现实物体在前面，虚拟物体在后面，还相对比较好办，就是要自动探测现实物体的距离，再计算出虚拟物体哪些部位需要遮挡从而不渲染。但是如果反过来，虚拟物体需要遮挡现实物体，就没那么直接了，因为理论上需要把现实物体的光从眼镜上选择性地滤掉。从现有的样机上看，在虚拟物体明亮时，它本身的亮度会自然遮挡后面的真实物体，但当虚拟物体比较暗时，就会有有所谓的“鬼影效果”（Ghost Effect），结果又会让大脑产生混乱。
　　如果想实现完全正确的遮挡效果，只能在镜片上做实时的像素级的滤光机制（Per-pixel Shutter），但现在的技术都还不成熟。
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　　5. 渲染黑色
　　透明AR眼镜现在还没办法渲染黑色。因为它说到底是虚拟光和自然光的叠加。如果画黑色，用户是看不到的，只会看到后面的背景真实物体的光。类似的暗色都有这个问题。
　　6. 延迟
　　透明AR眼镜还有一个很大的挑战就是延迟。把虚拟物体叠加到真实物体上，比如放一个虚拟水杯到一个真实桌子上，涉及到一系列计算：探测真实物体→计算它的空间位置和方向→计算叠加位置→渲染虚拟物体等。这一切都必须在一眨眼内发生，让用户感觉不到延迟。比如我们的头可能是一直在动的，随着我们头动，我们看到的那个虚拟水杯应该在桌上原来的位置不动才对。而如果系统延迟过大，我们看到的那个水杯的位置可能总是不对，大脑又要混乱了。
　　这对透明AR挑战尤其大，因为我们是直接看到真实世界的，几乎没有任何延迟，而虚拟物体的渲染得能跟上这个速度才显得自然。在Video Overlay里，就没有这个问题，因为我们看到的真实世界的视频已经是延迟的了，这样在上面的物体叠加就比较容易跟它保持同步。
　　7. 激光
　　有技术专利是用激光直接打到人眼里，可以解决许多光学问题。但安全性方面还没有确切的科学证据。所以用户接受度是个问题，很多人估计一听到这个就望而却步了。
　　说了这么多，这下一代移动人机交互界面到底什么时候能做成呢？我个人感觉要做成人民群众喜闻乐见的版本至少要5年时间，也许更长。以上列出的这些挑战，每一个都还需要很多努力才能解决。目前它们很多都还不到量变，只是需要优化的阶段，需要大的质的飞跃。路漫漫而修远兮，可既然这是计算机发展的必然方向，我们就拭目以待吧。
　　参考文献：
　　[1] Brian T. Schowengerdt et al., 3D Displays using Scanning Laser Projection, SID Symposium Digest of Technical Papers
　　Volume 43, Issue 1, pages 640–643, June 2012.
　　[2] Brian T. Schowengerdt et al., True Three-Dimensional Displays that Allow Viewers to Dynamically Shift Accommodation, Bringing Objects Displayed at Different Viewing Distances Into and Out of Focus, CYBERPSYCHOLOGY & BEHAVIOR Volume 7, Number 6, 2004.
　　[3] Xu Liu and Haifeng Li, The Progress of Light-Field 3-D Displays, Information Display, 2014.
　　[4] David M. Hoffman et al., Vergence–accommodation conflicts hinder visual performance and cause visual fatigue, J. Vis. 2010.
　　[5] K. J. MacKenzie, D. M. Hoffman, and S. J. Watt, Accommodation to Multiple-Focal-Plane Displays: Implications for Improving Stereoscopic Displays and for Accommodation Control, Journal of Vision(2010).
　　作者吴万敏博士，曾任理光创新实验室顾问研究科学家，现在谷歌工作。专注VR／AR技术9年。
　　董飞，在线教育创业公司Coursera数据工程师。
　　《知识分子》是由饶毅、鲁白、谢宇三位学者创办的移动新媒体平台，致力于关注科学、人文、思想
责任编辑：崔筝 | 版面编辑：张柘-实习
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