擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)是虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)等沉浸式技術(shù)的總稱。

擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)改變了我們的工作、生活和娛樂(lè)方式，而這才剛剛開(kāi)始。

擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)是虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和混合現(xiàn)實(shí)(MR)等各種新沉浸式技術(shù)的統(tǒng)稱。

從游戲到虛擬生產(chǎn)再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)， XR 使人們能夠在計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境中進(jìn)行前所未有的創(chuàng)造、協(xié)作和探索。

什么是擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)?

VR、 AR 和 MR 都屬于 XR 技術(shù)。

VR 能夠?qū)⒂脩魩胩摂M環(huán)境中。VR 用戶一般需要戴上頭盔才能進(jìn)入到虛擬世界——一瞬間，他們就可以從現(xiàn)實(shí)世界沉浸入模擬環(huán)境中。

最新的 VR 技術(shù)突破了這些界限，使模擬環(huán)境看起來(lái)和運(yùn)作得更像真實(shí)世界，同時(shí)還增加了對(duì)觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和嗅覺(jué)等其他感官的支持。

通過(guò) VR，玩家可以獲得完全沉浸式的視頻游戲體驗(yàn)，設(shè)計(jì)師和客戶可以在施工前審查建筑項(xiàng)目以確定細(xì)節(jié)，而零售商可以在購(gòu)買(mǎi)實(shí)物之前進(jìn)行虛擬顯示測(cè)試。

AR 能夠?qū)秩緢D像疊加到真實(shí)世界中。手機(jī)游戲《精靈寶可夢(mèng)GO》(Pokémon GO)讓玩家在社區(qū)里閑逛時(shí)，可以看到計(jì)算機(jī)渲染的寶可夢(mèng)“出現(xiàn)”在草坪和人行道上。這款游戲使 AR 成為了一項(xiàng)主流技術(shù)。

AR 圖像可以通過(guò)手機(jī)、平板電腦和其他設(shè)備顯示，為用戶帶來(lái)新的互動(dòng)體驗(yàn)。例如 AR 可以改進(jìn)導(dǎo)航功能。相比 2D 地圖，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以將方向疊加在駕駛員透過(guò)擋風(fēng)玻璃所看到的道路上，駕駛員可以根據(jù)模擬箭頭準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)向。

MR 將真實(shí)世界與渲染圖形完美融合，創(chuàng)造出用戶可以直接與數(shù)字和物理世界一起互動(dòng)的環(huán)境。

MR 將真實(shí)和虛擬事物融合在一起，并在同一個(gè)顯示器中呈現(xiàn)。用戶可以通過(guò)頭顯、手機(jī)或平板電腦體驗(yàn) MR 環(huán)境，并通過(guò)移動(dòng)數(shù)字物品或?qū)?shù)字物品放入物理世界來(lái)與之互動(dòng)。

MR 分為兩種類(lèi)型：

將虛擬事物融入真實(shí)世界，例如用戶通過(guò) VR 頭盔中的攝像頭看到真實(shí)世界與完美融入到視圖中的虛擬事物。

將真實(shí)世界中的事物融入虛擬世界，例如將攝像頭拍到的 VR 參與者視圖融入到虛擬世界中。在虛擬世界中游玩的 VR 游戲玩家就是很好的例子。

XR 的發(fā)展史

了解 XR 的發(fā)展歷程，首先要了解作為其起源的 VR。

起先， VR 技術(shù)用于在飛行模擬器中訓(xùn)練人員。能源和汽車(chē)設(shè)計(jì)行業(yè)也從很早就開(kāi)始采用 VR。當(dāng)時(shí)的這些模擬和可視化 VR 用例需要大型超級(jí)計(jì)算機(jī)以及專(zhuān)門(mén)的空間，包括由超高分辨率顯示器組成的 powerwall 立體投影顯示系統(tǒng)，以及將 VR 環(huán)境投射到房間墻壁和天花板等各個(gè)表面的 VR CAVE(Cave Automatic Virtual Environment，洞穴式自動(dòng)虛擬環(huán)境)。

之后的幾十年，大多數(shù)用戶始終負(fù)擔(dān)不起 VR，而小型 VR 的使用者主要是大型機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)研究人員。

但在上一個(gè)十年的初期，幾項(xiàng)關(guān)鍵的組件技術(shù)迎來(lái)了轉(zhuǎn)折點(diǎn)，推動(dòng)了 HTC Vive 和 Oculus Rift 頭戴式顯示器(HMD)以及 SteamVR runtime 的出現(xiàn)。

如今，普通人可以購(gòu)買(mǎi)個(gè)人 HMD 來(lái)體驗(yàn)高度沉浸式的內(nèi)容，而且可以通過(guò)個(gè)人電腦或配備強(qiáng)大 GPU 的工作站來(lái)驅(qū)動(dòng)這些 HMD 和 VR 體驗(yàn)。

數(shù)百萬(wàn)人仿佛在一夜之間都可以接觸到 VR，充滿創(chuàng)新和熱情的龐大生態(tài)系統(tǒng)也隨之迅速興起。

近年來(lái)，一體式(AIO)頭盔的推出點(diǎn)燃了新一輪的 VR 創(chuàng)新。在此之前，完全沉浸式的 VR 體驗(yàn)需要與功能強(qiáng)大的個(gè)人電腦進(jìn)行物理連接。由于既沒(méi)有操作系統(tǒng)，也沒(méi)有圖像計(jì)算能力，因此 HMD 無(wú)法作為獨(dú)立的設(shè)備運(yùn)行。

AIO 頭盔是設(shè)置簡(jiǎn)單并且可以隨時(shí)隨地為用戶提供完整 VR 體驗(yàn)的專(zhuān)用設(shè)備。再加上 VR 流式傳輸技術(shù)方面的創(chuàng)新，用戶現(xiàn)在即便在旅途中也能體驗(yàn)令人震撼的 VR 環(huán)境。

最新 XR 趨勢(shì)

高質(zhì)量的 XR 正變得越來(lái)越容易獲得。全世界的消費(fèi)者正在購(gòu)買(mǎi) AIO，以獲得沉浸式游戲、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、虛擬培訓(xùn)等各種 XR 體驗(yàn)。大型企業(yè)正在將 XR 加入到其工作流程和設(shè)計(jì)流程中。隨著數(shù)字孿生的出現(xiàn)，擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)大幅改善了設(shè)計(jì)執(zhí)行。

通過(guò) 5G 從云端流式傳輸 XR 體驗(yàn)是當(dāng)今最大的趨勢(shì)之一，它使 XR 體驗(yàn)不再受到工作站或空間的限制。

通過(guò) 5G 云端流式傳輸，人們可以使用 XR 設(shè)備并從數(shù)據(jù)中心獲得運(yùn)行 XR 體驗(yàn)所需的算力，而且不受地點(diǎn)和時(shí)間的限制。像 NVIDIA CloudXR 這樣的先進(jìn)解決方案正在使沉浸式的流式傳輸變得更加普及，使更多 XR 用戶可以在任何地方體驗(yàn)高度逼真的環(huán)境。

AR 也正變得日益普及。在《精靈寶可夢(mèng)GO》家喻戶曉之后， AR 又出現(xiàn)在一些以消費(fèi)者為中心的領(lǐng)域：許多社交媒體平臺(tái)增加了具有美顏功能的濾鏡;零售企業(yè)使用 AR 展示逼真的 3D 產(chǎn)品，使客戶能夠?qū)⑦@些產(chǎn)品放入房間并在任何空間中顯示。

此外，建筑、制造、醫(yī)療等行業(yè)的企業(yè)正在使用這些技術(shù)大幅改進(jìn)工作流程并創(chuàng)造獨(dú)特的交互式體驗(yàn)。例如，建筑師和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在將 AR 整合到建筑項(xiàng)目的監(jiān)控中，這樣他們就可以看到現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展并與數(shù)字設(shè)計(jì)進(jìn)行比較。

雖然 MR 仍是相當(dāng)新的技術(shù)，但它已在 XR 領(lǐng)域開(kāi)始發(fā)展。用戶可以從 Varjo XR-3 等許多新的 MR 專(zhuān)用頭盔中看到其發(fā)展趨勢(shì)。憑借 MR 頭盔，工程、設(shè)計(jì)、模擬和研究領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士可以在現(xiàn)實(shí)生活中開(kāi)發(fā) 3D 模型并與之互動(dòng)。

XR 的未來(lái)

隨著 XR 技術(shù)的發(fā)展，另一項(xiàng)技術(shù)——人工智能(AI)正在推動(dòng)用戶進(jìn)入新時(shí)代。

從為 VR 中的設(shè)計(jì)師提供幫助的虛擬助手，到引導(dǎo)個(gè)人完成 DIY 項(xiàng)目的智能 AR， AI 將在 AR 領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。

想象一下，戴著頭盔就可以通過(guò)自然語(yǔ)言和手勢(shì)作出指令;憑借免提和語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)的虛擬代理，即使是非專(zhuān)業(yè)人士也能創(chuàng)造出令人驚嘆的設(shè)計(jì)、完成極其復(fù)雜的項(xiàng)目并充分發(fā)揮強(qiáng)大應(yīng)用的功能。

像 NVIDIA Omniverse 這樣的平臺(tái)已經(jīng)改變了用戶創(chuàng)建 3D 模擬和虛擬世界的方式。Omniverse 使全球各地的用戶都可以開(kāi)發(fā)和操作數(shù)字孿生模擬。通過(guò)該平臺(tái)，用戶可以靈活地通過(guò) 2D 顯示器或他們喜愛(ài)的 XR 體驗(yàn)進(jìn)入物理精確的全光線追蹤虛擬世界，身臨其境地體驗(yàn)廣闊的虛擬世界。

XR 的發(fā)展將帶來(lái)近乎無(wú)限的可能性。

原文標(biāo)題：什么是擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)(XR)?

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審核編輯：湯梓紅