科普：关于VR、AR、MR、XR的区别

    VR的概念想必大家都比较清楚了，这里一带而过，重点讲述AR、MR和CR的区别。

    VitualReality，虚拟现实，是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉等感官的模拟，有十足的「沉浸感」与「临场感」。俗话说就是，你看到的所有东西都是计算机生成的，都是假的。典型的输出设备就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

    AR

    AugmentedReality，增强现实，字面解释就是，「现实」就在这里，但是它被增强了，被谁增强了？被虚拟信息。两个典型的AR系统是车载系统和智能手机系统，被讨论最多的AR设备是Google Glass。

    很多汽车在其车载系统当中加入了AR应用，比如，GMC在其挡风玻璃上投射虚拟图像，用意是让驾驶者不需要低头查看仪表的显示与资料，始终保持抬头的姿态，降低低头与抬头期间忽略外界环境的快速变化，以及眼睛焦距需要不断调整产生的延迟与不适；或者帮助驾驶者更好地感知路况信息，提高驾驶安全性。

    智能手机上实际上有很多应用都属于AR，但是人们往往不会「上纲上线」地把它们称之为AR。比如一些LBS（基于地理位置的服务）应用，当你打开应用，把手机摄像头对着某幢大厦，手机屏幕上便会浮现这个大厦的相关信息，比如名称、楼层等等。再比如前段时间比较火的FaceU，也算是AR应用，它实时地捕捉用户的头部，并把类似「帽子」「彩虹」「兔子耳朵」这些虚拟信息叠加于用户的头部。

    GoogleGlass允许你与周围环境交互时，将通过眼镜上的「微型投影仪」把虚拟图像直接投射到你的视网膜，于是乎你看到的就是叠加过虚拟图像的现实世界。可能有盆友会疑惑了，那它跟Hololens和Magic Leap区别在哪？别急，继续往下看。

    MR

    那么高潮来了，大多数盆友分不清的应该是AR和MR（Mixed Reality，混合现实，又称Hybrid Reality），不妨让我们先看一张图吧。

    我把暂且把这张图叫做「现实-虚拟」区间（reality-virtuality continuum）。区间向左至无穷表示「现实环境」，依次向右为「增强现实（AR）」、「增强虚拟（AV，Augmented Vituality）」，直到向右至无穷表示「虚拟环境」，而「混合现实」则包含了「增强现实」与「增强虚拟」。

    增强现实（AR）上面解释过了，是将虚拟信息加在真实环境中，来增强真实环境；那么增强虚拟（AV）是什么？同样的道理，是将真实环境中的特性加在虚拟环境中。举个例子，手机中的赛车游戏与射击游戏，通过重力感应和来调整方向和方位，那么就是通过重力传感器、陀螺仪等设备将真实世界中的「重力」「磁力」等特性加到了虚拟世界中。

    那么MR定义是：将真实世界和虚拟世界混合在一起，来产生新的可视化环境，环境中同时包含了物理实体与虚拟信息，并且必须是「实时的」。MR的两大代表设备就是Hololens与Magic Leap。

    AR和MR该如何区分？

    在上述定义下，AR往往被看做是MR的其中一种形式，因此在当今业界，很多时候为了描述方便或者其他原因，就把AR也当做了MR的代名词，用AR代替了MR。

    再者，从业界鼓吹的概念来讲，AR和MR并没有明显的分界线，未来也很可能不再区分AR与MR，MR更多也只是Hololens和Magic Leap打出的噱头。但是现今所谓的「AR设备」与「MR设备」，从所应用的技术和显示效果上来说，还是稍稍有所不同的，所以我们这里还是讲讲这两类设备的区别（以Google Glass代表的AR设备与以Hololens与Magic Leap为代表的MR设备）。

    为了好理解，我们就解释地通俗一点，有两点主要的不同。

    第一，虚拟物体的相对位置，是否随设备的移动而移动。如果是，就是AR设备；如果不是，就是MR设备。

    举个例子，戴上Google Glass，它在你的左前方投射出一个「天气面板」，不管你怎样在屋子中走动，或者转动头部，天气面板一直都在你的左前方，它与你（或者Google Glass）的相对位置是不变的，你走到哪，就把它带到哪，

    而Hololens是怎样的呢，它也会在屋子墙壁上投射出一个天气面板，但是不同之处在于，不管你怎样在屋子中走动，或者转动头部，天气面板始终都在那面墙上，它不会由于你的移动而移动（这主要里涉及空间感知定位技术，SLAM，即时定位与地图构建，为其中最主要的之一，作用是让设备实时地获取周围的环境信息，才能精确地将虚拟物体放在正确的位置，所以无论用户的位置无论怎么变动，虚拟物体的位置都可以固定在房间中的同一个位置）。

    第二，在理想状态下（数字光场没有信息损失），虚拟物体与真实物体是否能被区分。

    AR设备创造的虚拟物体，是可以明显看出是虚拟的，比如FaceU在用户脸上打出的虚拟物品、Google Glass投射出的随你而动的虚拟信息；而Magic Leap，用户看到的虚拟物体和真实物体几乎是无法区分的（这里主要涉及数字光场技术，Digital Light Field。AR设备使用二维显示屏呈现虚拟信息，因此真假很容易分辨；而MR设备直接向视网膜投射整个4维光场，所以用户从Magic Leap看到的物体和看真实的物体，从数学上是没有什么区别的，是没有信息损失的）。

    当然，「AR设备」与「MR设备」的界限不是绝对的（甚至说这种界限是企业YY出来的），这里把它们分为这两类，主要是让大家明白他们所应用的技术和达到的效果是有所区别的。AR设备未来也会使用SLAM、数字光场以及视网膜投射等技术（比如Google 的Project Tango），这时AR也就演化为MR了吧。

    至于CR，是Magic Leap曾经宣扬的概念

    说自己是Cinematic Reality，影像现实，意思是虚拟场景跟电影特效一样逼真。但是后来好像他们的发言人也把自己归做MR了。

    还有一点很重要，就是Magic Leap并不是裸眼观看的，不要被曾经红极一时的「鲸鱼视频」误导，Magic Leap同样需要一个头戴显示器，「鲸鱼视频」应该是后期做的特效。人类希望能凭空看到一个虚拟物体，已经想了几百年了，各种科幻电影里也出现了很多在空气中的全息影像。其实想想本质就知道，这事从物理上很难实现的：纯空气中没有可以反射或折射光的介质。显示东西最重要的是介质。

    其中“X”表示一个未知变量。这个厉害了，给个公式自己体会吧，XR=VR+AR+MR。

    XR有一个比较大的特征是，将会摆脱线控，很有可能实现从PC端到移动端的跨越，这就有点酝酿下一个移动终端变革的意思了。另外，这很可能是未来这一项技术得到普及的关键，不过也正是XR的野心，使得其对性能要求更高，需要更低的功耗、更小的尺寸、更强的扩展性。

    Unity在2017年的游戏开发者大会(GDC)，就曾发布了XR Foundation Toolkit(XRFT)，该软件被定义为：XR开发人员的框架，同时允许任何人投身到XR开发中。在前不久上海2017 MWCS上，高通再次提起XR时，并提出XR的实现需要相关生态的完备，包括硬件和软件两方面，考虑到硬件的高性能需求问题，预计需要直接从最新的骁龙835起步。另外，XR几乎可以应用到任何领域中，而不再像是VR刚刚提出时，很长一段时间被误解为是做游戏机的。