分享

       
瀏覽人次:1642

2017-06-08

AR/VR產業起飛 應用端擴展多元58631

虛擬實境(VR)、AR(擴增實境)、MR(混合實境)已經成為科技界當紅的名詞與產業,眾多廠商積極投入,許多新穎產品也陸續發表,未來發展空間讓人期待。

虛擬實境(Virtual Reality,VR),簡稱虛擬技術,也稱虛擬環境,是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關於視覺等感官的模擬,讓使用者感覺仿佛身歷其境,可以即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。使用者進行位置移動時,電腦可以立即進行複雜的運算,將精確的三維世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形、計算機仿真、人工智能、感應、顯示及網絡並行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。

擴增實境(Augmented Reality,AR),是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術,這種技術的目標是在螢幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。這種技術估計由一九九○年提出。隨著隨身電子產品運算能力的提升,預期擴增實境的用途將會越來越廣。AR是由VR所衍生出來的一種技術,它是一種將虛擬資訊擴增到現實空間中的技術,它所強調的不是要取代現實空間,而是在現實空間中添加一個虛擬物件,藉由攝影機的辨識技術與電腦程式的結合,當設定好的圖片出現在鏡頭裡面,就會出現對應的虛擬物件。

混合實境(Mixed Reality,MR),也被稱作擴增虛擬,就是把現實世界與虛擬世界合併在一起,建立出一個新的環境,以及符合一般視覺上所認知的虛擬影像。在這之中,現實世界中的物件能夠與數位世界中的物件共同存在,並且即時的產生互動。也就是真實環境、擴增實境、擴增虛擬與虛擬真實環境的混合。這是介於AR與VR之間的一種綜合狀態。

AR擴增實境在本質上還是現實,只是加入了一些虛擬的元素;VR虛擬實境的目標則是全面的虛擬。MR綜合實境,則是將虛擬的場景與現實進行更高程度的結合。

AR與VR的差異性

目前產業界看好而積極發展的是AR與VR。不過,兩者之間的差異何在?廣義上來講,所謂的AR,是將電腦的資訊疊合到現實世界,讓我們在正確的時間、正確的地點取得感官的正確資訊。而VR企圖取代真實世界,以往通常就是在電腦裡面製作產生一個虛擬的環境,將資訊放置在裡面,操作者可以藉由控制器或鍵盤,在這個虛擬的環境下穿梭或互動,相對之下,AR則是在現實中擴增資訊。

VR透過電腦創造出一個虛擬的3D空間,並以各種技術「欺騙」人類的感官,讓它們產生錯覺,使用者將如身歷其境般地進入一個完全人造的3D世界,並在裡面做各式各樣的事情。視覺方面多半是透過一個頭戴式的VR顯示器,播放各種3D擬真場景,無論是HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR,甚至手機用的SAMSUNG Gear VR等,都是使用這類的解決方案。

這些裝置裡面有兩個畫面分別對應左右眼,兩個畫面的內容相同但角度略有差異,來模擬人眼的視差,因此當使用者戴上VR顯示器後,就可以獲得逼真的立體感與空間感,搭配環繞感明確的音源與耳機,使用者無論看到的、聽到的,都是來自虛擬環境的感官刺激,自然就會感覺好像真的置身其中。

視覺與聽覺的模擬,將用戶帶入了虛擬的世界,但如果無法在裡面做點什麼事情,還不算是完整的VR體驗。一個基本的VR體驗,除了看得到、聽得到,還必須有互動。VR裝置的互動類型,目前大概有三種:體感、控制器、動態偵測。

VR體驗重點「互動性」

「體感」主要是透過重力感測器或陀螺儀,判斷使用者的各種動作,例如頭戴式VR顯示器,搭配體感元件後,就可以針對使用者的頭部轉動。「控制器」的類型就比較多元,目前主流是採用手持控制器,例如HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR都屬於此類型。手持控制器除了內建各種體感元件,來判斷使用者的動作,通常也會有一些按鍵來進行輔助。手持式VR控制器的下一步,可能是手套控制器,可以反映更細膩的手部動作,更直覺精確地在虛擬世界中完成各種需求。

「動態偵測」則是為了擷取包含姿勢、移動等更大的動作,可分為兩大類型,第一種是在使用者身上穿戴各種感應器,例如3D動畫電影常用的動態捕捉技術,第二種是透過外部的定位裝置進行判斷,例如HTC Vive、微軟Kinect等,均屬此類。前者的裝備相對複雜,穿戴比較麻煩,但動作判斷相對準確;後者是外部裝置,使用者不需要穿一堆東西,但偵測的範圍有限,如超出感應器的範圍,就沒辦法完成捕捉。

VR應用大宗在遊戲

VR在一些專業領域已經有一些應用實例,但是商用市場的VR應用才正要起步,目前最大宗的依然是在遊戲產業,主流的類型像是射擊、競速、解謎、飛行等,未來無論角色扮演、模擬、格鬥等也都可望陸續加入。除了遊戲,VR應用於商業也有許多想像空間,例如虛擬店面、虛擬辦公室、虛擬導覽等。

VR也可以用於教育,提供更深刻活潑的學習體驗。影視產業也很有可能陸續導入VR製作,目前已有使用全角度拍攝的MV或節目出現。另外,VR也可以用在軍事、醫療、體育等產業,可以加強訓練,降低不必要的風險。總括來說,VR的運用範圍涵蓋廣泛,在經過了醞釀期後,只要關鍵技術陸續到位,預期未來這項技術將快速的進入人類生活中。

還有一項,智慧手機結合VR。近年來,有些廠商推出類似的產品,方式就是把手機插入有兩個觀景窗的頭戴式套件中,搭配特殊設計的素材(VR遊戲或VR影片),就可以獲得全3D的沉浸式體驗,像是Google Cardboard、三星 Gear VR都是案例。不過,以智慧型手機呈現VR內容,除了受限於硬體效能,加上不同款式手機間的規格歧異大,因此目前的手機VR體驗,依然以頭部的體感互動為主,再搭配一些簡單的觸控操作。

如果說,VR的目標是讓使用者完全脫離現實,進入虛擬的空間;AR就是將現實的空間加入一些虛擬的物件,而使用者基本上還是存在於真實的世界。AR的應用其實很廣泛,尤其是與智慧型手機的結合案例不少,像是一些手遊、玩具或是拍照App,都運用了AR的技術。AR在遊戲以外的應用,常見於地圖軟體,將虛擬的行車指示,與手機相機取得的畫面疊合,提供更真實的導航體驗。已上市的AR硬體包含光學投影系統、監視器、行動裝置、頭戴式顯示器、抬頭顯示器、電腦,在開發中的如仿生隱形眼鏡。

宏達電積極投入

利用混合實境,讓消費者可以在購買產品前於虛擬空間中體驗產品。Magic Leap是美國一間混合實境新創公司,他們利用前所未有的混合實境技術,讓虛擬世界的影像能夠非常真實地與自己互動,使人難以區分兩者的差別。微軟曾經發表混合實境MR眼鏡HoloLens,包括開發者版本和遊戲配件,轟動市場,也引起開發者諸多討論。

台商最積極投入者是宏達電,繼與三十七家公司注資一百二十億美元在虛擬實境創投聯盟(Virtual Reality Venture Capital Alliance,簡稱VRVCA)後,又與中國深圳市政府聯合發起人民幣一百億元(約新台幣四百七十八億)的「深圳VR產業基金」。宏達電董事長王雪紅指出,宏達電在VR領域的目標,就是要發展成全球最大的AR、VR平台。
今年,宏達電在世界經濟論壇(WEF)二○一七年會發表「VR for Impact」計畫,宣布將投入一千萬美金(約新台幣三億餘元),應援聯合國永續發展目標,HTC Vive將提供資金與技術,支援足以改變世界的虛擬實境體驗應用內容及項目。

由業界成立的社團法人台灣虛擬及擴增實境產業協會(TAVAR),已發行台灣第一份AR/VR產業生態圈調查及產業推動白皮書研究。未來,AR/VR產業發展值得關注與期待。