从VR到MR:让世界虚实难辨

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近日有消息称,阿里巴巴旗下淘宝将与微软HoloLens合作,进军混合现实(MR)购物领域,即将在今年造物节上推出产品“淘宝买啊”。


阿里方面披露,在9月淘宝造物节上,淘宝将在西湖边搭建一座300平方米“未来购物街区”,消费者可以身临其境,亲身感受由“机器算法”叠加的“真实世界”,过一把“科幻生活”的瘾。在“淘宝买啊”帮助下,消费者可以实现“所看即所得”——目光所及之处,商品信息即被智能识别,与之相伴的评论、攻略等资料一应俱全,在“淘宝买啊”的世界里,每一件商品都是全息的、立体的,各种信息一目了然。


据淘宝市场部负责人透露,作为全球首个消费级别“混合现实”科技,“淘宝买啊”不仅提升消费体验,尝试多样化的购物和生活乐趣,更有望融入每个用户的真实生活中,成为未来生活不可或缺的帮手。“未来,淘宝会变得看不见摸不着,但却处处都有,处处能感知”。



VR到MR


VR作为一种多源信息融合的交互式三维动态场景和实体行为的仿真系统,可以达到身临其境的用户体验。AR则是利用虚拟现实场景信息叠加到现实场景中,以增加用户的体验。“VR是利用人机交互技术以及计算机生成的模拟/虚拟环境的计算机仿真体验系统。”上海交通大学电子信息与电气工程学院教授马利庄向《中国科学报》记者解释道,MR是VR的拓展,也是AR的一种发展。他表示,MR技术利用人机交互技术,融合了现实世界和虚拟世界(计算机生成场景)的关联场景,使得用户能够在虚拟场景与现实场景之间实现交互反馈,达到身临其境的体验感。


“MR是将计算机生成的数字内容与真实世界中的实景以人们难以分辨的方式融合起来的技术。”中国计算机学会虚拟现实与可视化专业委员会副主任、天津理工大学计算机科学与工程学院教授罗训表示,相比之下,VR的目标是建造出与真实世界高度近似的数字内容,AR则是在真实世界中添加自然融合的部分数字内容,这些数字内容不一定要让人们感觉是真实的,例如足球比赛中球员身上贴的实时技术统计标签。


MR的目标则是做到“虚实难辨”,人们完全感觉不到数字内容的存在,或者数字内容与真实世界的区分。“技术的演进基本上可以列为VR≥AR≥MR。”罗训说。


对此,马利庄也表示,“本质上讲,MR是AR的加强版,将虚拟世界与现实世界融合,通过人机交互技术构成交互反馈的完整闭环。”


优势互补 迎接挑战


既然是虚实结合的技术,除购物之外,MR的应用场景还有很多,罗训举例道,“社交、训练、学习、军事、康复医疗等,可以说在相关技术支持下,几乎所有的真实世界活动都可以找到应用MR的机会”。


罗训提醒道,当前定义的MR主要是指实时的虚实融合,因此我们往往忽视了影视作品这一身边的非实时虚拟融合应用。“电影这一‘欺骗的艺术’早已应用到了大量的虚实融合,我们看的每一部大片中的许多场景都是计算机数字制作的,它们与实拍场景结合起来后,观众完全分辨不出来。”


但是,电影视效和MR的差别在于前者还很难做到实时。此外,MR中用户可以从各个方向、各个角度对场景进行观看,而电影视效的视角总是固定的,由摄像机视角决定。


尽管实时响应的MR系统支持的购物体验就要来了,但MR生命周期管理方面仍存在挑战。罗训指出,计算机需要实时地制作出与真实场景适配的数字内容,这往往要求其具备相当的环境感知能力和场景应用理解能力。例如在购物场景中生成哪些物品信息、在什么时机显示这些物品信息,这些不仅仅涉及到计算机图形学和视觉,也涉及到信息检索和人工智能的问题。


“在数字内容和真实场景的显示融合上,要做到实时、高效;实现虚实融合后,用户与场景的自然交互性,以及用户使用中的人体工学舒适感等,都对技术提出了很高的要求。”罗训说。


虽然存在挑战,淘宝和微软的合作显然是整合了双方的优势。罗训认为,“淘宝有深厚的数据与技术基础,而聚焦于混合现实技术的微软Hololens则有很强的技术积累。”


人机交互2.0时代来临


技术的发展,也使得人们购物方式逐渐多元化,人工智能(AI)和MR正逐步满足消费者对购物的各种体验需求。这其中伴随着的是人类与计算机之间交互方式的变革。


“从键盘、触屏到虚拟现实,再到将人工智能技术融合到MR中,使得人机交互技术发展到更高的层次;利用计算机视觉技术、智能语音处理技术,使得虚拟场景中的物体更加‘人性化’,实现与现实场景无缝对接。”马利庄认为,人机交互2.0时代即将到来。


未来的计算设备、计算方式、信息呈现方式将会不断演进。就像当年人们需要在机房中使用计算机,现在变成了使用笔记本电脑,人们对随时随地使用计算和信息的需要,本质上决定了未来的交互是无处不在和虚实融合的。


“虚实融合的人机交互方式是计算机技术发展的必然。我们早已被各种数字内容和它们的承载设备所包围,也在应用这样的服务,只是程度不同而已。”罗训坦言。


Hololens从推出到现在已经历了好几次硬件升级,其软件平台和应用也越来越成熟。据了解,早期的Hololens应用主要是工业/艺术设计和三维计算机桌面交互,之后在医学和科学教育方面的应用增长较快。


罗训认为,“淘宝买啊”的推出意味着Hololens的技术已经进一步成熟,毕竟购物者对于显示和交互体验的自然度要求均比之前的Hololens应用高很多。


他表示,“购物体验对于购物结果影响也很大,淘宝能够放心使用,说明淘宝方和微软方对于自己的技术、服务和产品都有着相当的自信。微软在中国首先推出这样的服务,而不是与美国电商首发,说明其对于Hololens的价格被接受度也有了一定的信心和未来规划。”


Hololens不是MR硬件的唯一领先者,但它的几个特性体现了相关技术的共性趋势:显示上虚实融合(Hololens的显示投射在类似于墨镜的半透明镜面上,用户可以同时看到真实场景和数字内容);交互上自然(Hololens使用语音和手势交互);长时间佩戴舒适。罗训认为,这些技术会被产业不断完善,并最终为千万级乃至亿级的用户服务。


“以‘淘宝买啊’为契机,我们预计会看到MR技术被以微软为代表的厂商应用在更多的真实世界场合,这也正是MR的愿景所在。”罗训说。


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