【周四阅读】一文读懂VR、AR、MR的区别！

虚拟现实（虚拟现实，或VR），增强现实（增强现实，或AR）和介导现实（介导现实，或MR）不是技术而是概念。

作者：Sam  编辑：曼曼掏粪工

前两天的互联网大事件盘点中，VR技术特别作为大事件列入其中，2016年也是VR爆发的爆发年，今天工程师Sam就来给大家加讲讲什么是VR技术？VR、AR、MR之间到底有什么区别？

首先，虚拟现实（虚拟现实，或VR），增强现实（增强现实，或AR）和介导现实（介导现实，或MR）不是技术而是概念。在智能眼镜硬件上实现这些概念的方法才是技术，抛开各个公司各种越来越多的营销名词，我们需要来系统地理解一些基础知识。

智能眼镜的这些核心概念是一个连续体，像爱因斯坦提出的由时间和空间共同组成的时空连续体（时空连续体）一样，真实的物理世界和虚拟的数字世界也共同组成了一个叫介导现实连续体（介导现实连续）的东西。在这个连续体中，我们可以清楚地理解虚拟现实，增强现实和介导现实的区别和联系。

需要指出的是，在论文中的这个连续体是一个庞大的体系。为了增加阅读性，从而让大家简单地了解最近听到的这些名词，我会用自己的理解把它暴力地做一个非学术性的简化。

VR和AR - 虚拟现实和增强现实的关系

让我们先从一个点R0开始聊，这个点叫做原生感知现实。这是正常人类的视觉系统能看到并理解的世界。简单点来说，这就是一对叫“人眼”的相机拍到的一组照片，就是裸眼画面。

以此为原点，向右延伸，我们就有了一根数轴，数轴上的标度代表了我们往裸眼画面上投放数字信息的多少（增强的量）。投放后呈现在我们眼中的画面就是增强现实。

当数轴上的标度不断增加，我们会离R0越来越远。最终，我们会得到一个极端情形，即虚拟现实。在这个离R0无穷远的点上，我们的裸眼画面完全被数字内容覆盖。现实中的事物，也和我们的双眼毫不相关。因此，虚拟现实是AR轴上的一个点，是AR的一个极端情形。

我们说VR是AR的一个真子集。如下图。

根据增强现实量的多少，我们可以标出各个主流智能眼镜在数轴上的位置接下来，我们来看几个眼镜形态例子，并对它们进行标注：

1.轻量级AR - 类似谷歌眼镜的智能眼镜

轻量级AR只可以小范围的显示数字信息。由于不需要生成电脑图像，通常是单眼棱镜光学透视的设计方案。我们把这类眼镜称为通知系统（提示型系统）。这类眼镜的市场是在于拍照，里面有个指导思想叫做等价，大概讲的是如何通过分布在每个人身上的相机来构建和谐社会。

2.中量级AR - 类似微软Hololens的智能眼镜

这类眼镜视角最大达到50度，是中量级AR，可以在视野里叠加的三维数字模型。为了立体效果，通常是双目棱镜光学透视。微软也把这类眼镜叫混合现实（混合现实）。但这是他们做AR眼镜的商用名称，有别于学术上的概念。为了防止大家混淆，真正的混合现实涉及的范围在我们的文中没有提及。

3.重量级AR - 类似HTC和虚空的所谓动态VR眼镜

戴上VR头显，背上电脑，在一个布满标记和外置相机的体验馆里进行游戏。大家把这种体验叫做动态VR（真实环境会被渲染成游戏场景）。在我们的图上，大家可以看到它离VR很近，但已经不属于纯VR了。理论上来讲，它实际上是重量级AR体验。虽然用的是VR头显，但形态不能决定本质，所以大家要认识清楚。我相信动态VR是虚拟现实行业下一步的发展方向，也可以看出VR在从一个点慢慢往左延伸。

4、纯VR眼镜

纯VR头显大家就见得比较多了。今年在国内涌现出了大批的VR头显设备。个人觉得头显硬件做的不错的公司是乐相科技。纯VR体验设备一般是固定式的，打个游戏，坐个过山车啊什么的，这种体验做得好的公司很多，大家碰到的时候可以花个几十块钱去体验一下。

从以上例子不难看出VR和AR的融合趋势，一方面轻量级AR开始在视角扩大的进程中向着中量级AR靠拢;另一方面，像虚空一样的体验馆，将现实环境的几何结构融入VR体验中，使得VR向重量级AR转变。

那AR之后的MR如何实现呢？要实现MR，只需要在头戴显示器中加入一对特殊的相机。刚才理清楚了VR和AR的关系，我们就开始聊聊MR了。

MR - 数字化的视觉感知

让我们再回到R0，并开始另一个维度的延伸。之前说R0是裸眼画面，不同的人甚至是不同的物种，各自的裸眼画面是不一样的。有的人高，有的人矮，老鹰看得远，驯鹿看得暗。因此，在对现实本身的感知能力上我们还有另一条线。这条数轴从R0往竖直方向延伸，标度代表视觉感知能力的大小。这条线和原先的AR轴相交构成一个平面，这个平面就是之前提到的叫MR连续的东西。

在我看来，智能眼镜终极理想不是变成游戏机，而是革新人类视觉感知。智能眼镜不但要让人们看到比裸眼更多或更少的现实画面，还要在这画面上任意叠加数字内容。因此，可以修改的眼前画面就包括了现实画面和要叠加的数字画面。在下图中，裸眼无法直视的烧焊场景在MR眼镜中变得清晰柔和，眼镜使得佩戴者在看清场景的同时通过数字内容的指导去完成正在进行的工作。

脑洞如果开大点，基于可以被数字化的现实，可以我们去试着做一些很神奇的事情。像下图这种立体街头艺术可以做到眼镜中来。

甚至，可以我们通过各种滤镜把双眼看到的景物以某种画风重新渲染。让你身处在一片花园中看到梵高或达利眼中的世界。

实现了MR概念的智能眼镜，就是给你一双神奇的眼睛，然后根据你的需要再让你看增强现实。因此，AR比MR少了一个维度，是MR的一个真子集。这样我们在MR连续体中就衍生出下图关系。

看到这里，有心人可能已经发现设计师的匠心了。除了像大眼套小眼外，它表示的就是MR连续体。实际上Logo有四个圈，虚线部分包含的部分就是混合现实。

较之VR和AR，MR的概念范围更大，不仅要身兼AR和VR，还需要在协调的基础上，开创新的技术，钻研新的算法。以这些概念为核心的智能眼镜的出现将使人们对计算机的认识产生观念上的变化。这是一个哲理，也是人类史上计算机发展的一个潮流。

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