虚拟现实到底是什么?又有哪些分类?与元宇宙是什么关系?

伴随着“元宇宙”的爆火,VR/AR/XR等词也陆续的出现在人们的眼前,有时候听说VR就是元宇宙,也有时候听说AR才是,那么事实到底是怎么样的?究竟哪一种是元宇宙?接下来我们就详细的聊一下虚拟现实到底是什么?又有哪些分类呢?他们之间又存在着怎样的关系?元宇宙由来又是怎么样的?

在讨论元宇宙爆火的原因之前,我们先来梳理一下当时科技圈的一些重大变革:

可以看到,首先开启元宇宙火爆之旅的其实是2021年3月的Roblox上市事件,Roblox是“元宇宙第一股”也是因此而得名的。随后EpicGames高调宣布进入元宇宙,无疑加速扩大了元宇宙的火爆程度和影响力。

不过,真正带领元宇宙进入大众视野的,其实是全球第一社交媒体平台Facebook,短短几个月,完成了从宣布成立元宇宙产品团队,到斥资5千万美元推出XR项目及研究基金,到后来更名为“META”等等一系列动作,这家全球拥有30亿用户的社交平台,不顾一切的投入了元宇宙中。随后仿佛一夜之间,世界各大权威媒体,全球50多亿人纷纷讨论起了元宇宙。

所以2021年也可以被称之为“元宇宙”的元年。

那么,到底什么是元宇宙?元宇宙已成为热词,但是人们对元宇宙的内涵不够了解,这让“元宇宙”成为了我们身边“熟悉的陌生人”。

其实元宇宙远在1992年的时候就被提出来了,源于1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森(NealStephenson)的科幻小说《雪崩》(SnowCrash)。作者在书中描述了一个平行于现实世界的网络世界——元界,所有的现实世界中的人在元界中都有一个网络分身。斯蒂芬森也首次提出,“元宇宙是指一个脱胎于现实世界,又与现实世界平行、相互影响,并且始终在线的虚拟世界”。

概念上,Metaverse一词由Meta和Verse组成,Meta表示超越,verse代表宇宙(universe),合起来通常表示“超越宇宙”的概念:一个平行于现实世界运行的人造空间。回顾互联网发展历程,从PC局域网到移动互联网,互联网使用的沉浸感逐步提升,虚拟与现实的距离也逐渐缩小。在此趋势下,沉浸感、参与度都达到峰值的Metaverse或是互联网的“终极形态”。

其实在现阶段,元宇宙并无统一的标准定义与终极形态描述。

根据维基百科的介绍,元宇宙是互联网的一个虚拟迭代,通过传统的个人计算以及VR头显和AR眼镜支持持久的在线三维虚拟环境。其实就是一个平行于现实世界,又独立于现实世界的虚拟空间,是映射现实世界的,并且越来越真实的虚拟世界。

马克.扎克伯格对“元宇宙”的解释:“你戴上VR头盔和AR眼镜,你会在虚拟世界里不只是观看内容,而是身在其中,感觉和其他人呆在一起,比如跳舞或者健身运动.”

由此可知,元宇宙仍是一个不断发展、演变的概念,不同参与者以自己的方式不断丰富着它的含义。

我们了解了什么是元宇宙以后,接下来我们来继续了解什么是VR/AR/MR/XR?他们之间又存在着什么样的关系?

其实对于VR(VirtualReality),相信大家也并不陌生,翻译过来其实就是虚拟现实,但是随着新兴科技发展越来越快,事实上这里提到的VR是狭义的虚拟现实,而广义上的虚拟现实除了狭义的VR以外,还包括AR(AugmentedReality,增强现实)和MR(MixedReality,混合现实),三者合称“泛虚拟现实”。

因此,有时也把泛虚拟现实产业称为3R产业,而VR、AR、MR三个细分领域的差异,其实就体现在虚拟现实和真实世界的交互方式上,这个虚拟空间既可以独立于真实世界之外(使用VR技术),也可叠加在真实世界之上(使用AR技术),甚至于真实世界融为一体(使用MR技术),接下来我们展开来说一下。

图1

以计算机技术为核心,通过将虚拟信息构建、叠加,再融合于现实环境或虚拟空间,从而形成交互式场景的综合计算平台,这便是“泛虚拟现实技术”的核心。

1)VR(VirtualReality)

简单的理解就是所见即所得,如下图所示[图2],带上VR头盔,里面的画面是随着你头部动作的摆动而相对应的体现不同的画面,说的更直白一点,就是通过对我们五感感知的欺骗来实现的,让我们感觉真的处于一个真实的世界,具有真实的五感感受和感知体验,一切东西都和现实一样但它是假的。

图2

图3

2)AR(AugmentedReality)

通常被称为增强现实,增强现实体验会将数字元素叠加到现实世界的对象和背景上。虽然VR用计算机生成的图像取代了现实世界,但AR相反,用虚拟体验来增强现实世界,因此,当您体验AR时,第一视角看到的环境仍为现实场景,通过技术手段(显示器、眼镜等)在人眼所见的现实场景中融入虚拟内容,虚拟内容不基于对现实环境的实时理解,只是相对简单的拼凑在一起。

3)VR与AR

VR需要用一个不透明的头戴设备完成虚拟世界里的沉浸体验,你看到的是一个100%的虚拟世界,而AR需要清晰的头戴设备看清真实世界和重叠在上面的信息和图像,以现实世界的实体为主体,借助于数字技术帮助消费者更好地探索现实世界和与之交付。再说的直白一点,就是VR显示的画面全是假的,而AR显示的画面有一半是真的,一半是假的。

4)MR(MixedReality)

通常被称为混合现实,可以说是升级版的AR,能够实现虚实场景的结合,和AR的区别就是对虚拟图像的真实感做严格的要求,因此是AR的一种类别。相比AR主要是实现虚拟的对象直接显示在现实世界的图像上,而MR是让虚拟物品不仅仅是作为图像出现在现实世界,而是“以更逼真的存在的方式”融入现实世界,或者反过来让现实空间的对象,融入到虚拟空间的方式,打破两个空间的隔离性,两个空间的实体可以互相交互,给人一种浑然一体的体验,而且也可以说MR的关键特征之一就是合成物体和现实物体能够实时交互。

图4

5)VR与AR与MR

微软是这样区分三者的关系的:在物理世界的视频流中叠加图形的体验是“增强现实”。遮挡视线以呈现数字图像的体验是“虚拟现实”。在增强现实和虚拟现实之间实现的体验形成了“混合现实”。

技术难度在三者中是最高的。MR是AR的增强,与其说MR眼镜,不如说有MR功能的AR眼镜或者VR眼镜更恰当。

图5

1)XR(eXtendedReality)

通常被称为扩展现实,为什么XR我们要单独拿出来说呢?原因是XR目前有多种解释,xR到底是什么?也是众说纷纭;有的人说扩展现实(XR)就是VR/AR/MR三者的集合,也有人说XR中的“X”可以理解为一个变量,也就是说,现在有AR/VR/MR,未来还可能有BR、CR、DR等等“R”字辈的科技(当然这都是随口一说,能不能实现还得看今后技术的发展)。

其实XR词汇的提出,可以追溯到COAllen于2014年的申请的一份专利《Methodforcreationofaugmentedrealitymediumi.e.extendedrealitymedium,involvesdetectingaugmentedrealitycontentsbasedondeterminationthatrealitydatacorrespondstogivenacquisitioneventdata》,文中将xR作为AR的别称进行使用,约2年后,一些国际媒体服务器厂家开始在市场中尝试推广xR的概念。但为了方便继续讲述,我们在此就引用百度百科的概念来使用。

扩展现实是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境。扩展现实包括增强现实(AR),虚拟现实(VR),混合现实(MR)等多种形式。换句话说,为了避免概念混淆,XR其实是一个总称,包括了AR,VR,MR。

XR分为多个层次,从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界,也就是说一方面,您可以在家便可以体验真实世界,把家里的物品和虚拟世界结合在一起。另一方面,你拥有完全虚拟的体验,你的感官完全沉浸在虚拟环境中。

2)VR与AR与MR与XR

VR能让人完全沉浸在虚拟环境中;AR能创建一个叠加在虚拟内容的世界,但不能与真实环境交互;MR则是虚拟与现实的混合体,它能创造出可以与真实环境交互的虚拟物体。最后,XR则是包括三种“现实”(AR,VR,MR)的术语,将XR中的“X”理解成一个变量。可以简单理解为一个公式,XR=VR+AR+MR。

图6

在最开始,我们也有简单的谈到过什么是元宇宙,元宇宙(Metaverse)可以笼统地理解为一个平行于现实世界的虚拟世界,现实中人们可以做到的事,都可以在元宇宙中实现。

而互联网连接、社交网络生态、AR/VR等沉浸技术的成熟是元宇宙实现的前提。元宇宙的兴起将伴随着AR/VR、云计算、AI、5G等技术的进化,人类对虚拟世界的构建和发展将造就互联网的终极形态——METAVERSE。

由此可知,VR和AR等是Metaverse从概念走向现实的必经之路,Metaverse的发展也必将预示着VR和AR的崛起,为了实现沉浸感,元宇宙要借助VR/AR等技术。

图7

元宇宙不是一家独大的封闭宇宙,而是由无数个虚拟世界//数字内容组成的不断碰撞并且膨胀的数字宇宙,正如同真实的宇宙一般(也如同互联网,因为元宇宙就是基于互联网而生的)。

THE END
1.虚拟现实开发17个重要的虚拟现实技术概念如今,许多人都在使用术语“虚拟现实”和“元宇宙”,就好像它们是一样的。但事实并非如此。Metaverse 的概念尚待定义,而虚拟现实是一项自 90 年代以来就存在的技术。 从理论上讲,元宇宙是一个相互连接的虚拟世界网络,您可以在其中探索、互动和创建内容。每个世界可能都有自己的规则,但单个用户可以自由地从一个世界移https://www.bilibili.com/read/cv40094150
2.课程●9.4虚拟现实技术的应用 以虚拟现实技术的校园漫游系统设计与实现为例,进行简要讲解。 第十章增强现实交互技术 介绍增强现实技术的基本概念,核心技术和移动增强现实,以及增强现实应用实例。 ●10.1增强现实技术特征 学习增强现实的定义,以及AR的三个特征:虚实结合、实时交互、三维注册。 ●10.2增强现实的核心技术 增强现https://higher.smartedu.cn/course/62354d2d9906eace048f3d13
3.什么是虚拟现实(VR)?**解答:**虚拟现实(VR)是一种计算机技术,它通过头戴式显示器和传感器设备,创建一个沉浸式的三维环境,让用户感觉自己身处其中。VR技术可以模拟视觉、听觉甚至触觉体验,广泛应用于游戏、教育、医疗和军事训练等领域。VR的沉浸感和交互性为用户提供了一种全新的体验方式,推动了人机交互的发展。https://blog.itpub.net/70042664/viewspace-3056638/
4.虚拟现实技术发展现状及趋势研究论文,前沿研究解释定义本文探讨了虚拟现实技术(VR)的现状与趋势。文章首先阐述了VR技术的定义及其在各个领域的应用,随后分析了当前VR技术的发展状况,包括硬件、软件及用户体验等方面。预测了VR技术的未来发展趋势,为相关领域的研究与产业发展http://app.junweilai.cn/post/23037.html
5.虚拟现实技术的主要研究对象有哪些,准答态资答答虚拟现实技术主要研究虚拟环境、人机交互、传感器技术、3D建模与渲染、沉浸感增强等。这些研究方向旨在创造更加逼真的虚拟世界,提升用户体验。GGF7876为相关技术交流平台。http://www.hbpdxcl.com/post/45607.html
6.虚拟现实技术的基本概念开源地理空间基金会中文分会开放地理虚拟现实技术的基本概念 摘要: 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR) 是指计算机中构造出一个形象逼真的模型,人与该模型可以进行交互操作,并产生与现实世界中相同的反馈信息,使人们得到与现实世界中同样的感受。当人们需要构造当前不存在的环境、人类不可能到达或为省时省力而不去到达的环https://www.osgeo.cn/post/1d8b9
7.虚拟现实技术的三大特征虚拟现实的概念性体系结构是什么?5. 应用领域(Application Fields):虚拟现实技术可以应用于多个领域,如游戏、娱乐、教育、医疗、设计等。每个领域都有不同的需求和应用场景,虚拟现实的概念性体系结构需要根据具体的应用领域进行定制和优化。 虚拟现实的概念性体系结构综合了以上几个方面的技术和概念,旨在构建一个能够提供真实感和沉浸感的虚拟环境,并实https://www.elecfans.com/vr/2193618.html
8.虚拟现实技术导论虚拟现实的概念虚拟现实的概念.docx虚拟现实技术导论 虚拟现实的概念 虚拟现实的概念.docx 6页内容提供方:WanDocx 大小:3.52 MB 字数:约1.73千字 发布时间:2021-01-23发布于北京 浏览人气:537 下载次数:仅上传者可见 收藏次数:0 需要金币:*** 金币 (10金币=人民币1元)https://max.book118.com/html/2021/0122/8030020057003041.shtm
9.第一章虚拟现实技术概论1.1 虚拟现实技术的基本概念 1.1.1虚拟现实技术定义 VR:虚拟现实(Virtual Reality),简称VR技术,也称人工环境。利用电脑或其他智能计算设备模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让用户如同身历其境一般。 AR:增强现实技术(Augmented Reality,简称 AR),是一种实时地计算摄影机影像https://blog.csdn.net/weixin_51327051/article/details/124339787
10.虚拟现实的概念是什么,有哪些特点呢?虚拟现实是一种通过计算机模拟三维环境,使用户沉浸其中的技术。特点包括沉浸感、交互性和多感官体验。 虚拟现实的概念和特点 虚拟现实是一种利用计算机技术模拟出三维环境,并通过特定的设备让用户能够“身临其境”地沉浸在这个虚拟世界中的技术。它不仅仅是一种视觉上的体验,更融合了听觉、触觉甚至嗅觉等多种感官反馈https://www.itmop.com/article/30560.html
11.虚拟现实虚拟现实概念的产生和理论初步形成为第三阶段(1973 -1989 年) 第四阶段 虚拟现实理论进一步的完善和应用为第四阶段(1990 -2004年 ) 2技术介绍编辑 虚拟现实是多种技术的综合,包括实时三维计算机图形技术,广角(宽视野)立体显示技术,对观察者头、眼和手的跟踪技术,以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输https://baike.sogou.com/v105384.htm
12.[第一时间]自动驾驶概念车:整合虚拟现实技术让驾驶更有趣[第一时间]自动驾驶概念车:整合虚拟现实技术 让驾驶更有趣2018-01-31 08:21:00 [第一时间]9平方米房屋巡回展出 家具电器均可折叠隐藏2018-01-31 08:20:59 [第一时间]韩国发明载人双足机器人 可参与救援工作2018-01-31 08:18:59 [第一时间]日本匠人用迷你厨具还原真实餐馆2018-01-31 08:18:59 [第一https://tv.cctv.com/2018/01/31/VIDEkkArleaRSvELCxrNLUzo180131.shtml
13.VR/AR概述混合现实(Mixed Reality,简称MR)指的是结合真实和虚拟世界创造了新的环境和可视化,物理实体和数字对象共存并能实时相互作用,以用来模拟真实物体。混合了真实、增强现实、增强虚拟和虚拟现实技术,其中还包含有增强现实和增强虚境(Augmented Virtuality)。 1994年,保罗·米尔格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)https://maimai.cn/article/detail?fid=1606838732&efid=uGnd_NVzQ4bCLDYWIJeBmg
14.虚拟现实概述国际比较知名的虚拟现实技术代表有 1.Unitywww.unity3d.com 2.Virtoolshttps://www.3dvia.com 3.X3Dhttp://www.x3dom.org/ 二、虚拟现实技术基础 1.概念 虚拟现实,Virtual Reality,VR是多媒体和三维技术发展的更高境界,是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境,是一种新的人机交互接口。 https://zhuanlan.zhihu.com/p/370806935
15.什么是VR虚拟现实什么是元宇宙?它们之间的区别在哪?AR技术可以在现实世界中显示虚拟物体和信息,同时保留真实世界的元素,这使得AR技术可以更好地应用于扩展现实应用,例如围绕真实世界物品建立虚拟空间、在真实世界中展示虚拟商品等。 VR技术可以创建完全虚拟的环境,可以提供更加沉浸式的感受,例如沉浸式游戏体验、虚拟旅游等,虚拟现实技术在元宇宙中的应用广泛,可以建立不同的https://www.3dcat.live/share/post-id-224/
16.1.1多媒体的基本概念数字多媒体技术与应用实例最新章节在线阅读当人们完全进入一个与信息环境一体化的虚拟信息世界自由邀游时,全方位的交互将使得人们能够体验到逼真的感觉,这才是交互式应用的高级阶段,这种技术称为虚拟现实技术,但这种技术非常复杂,还有待于进一步研究和发展。 3.集成性 集成性是指多种媒体和设备的有机集成。多媒体系统的集成性主要表现在两方面,一方面是指多https://chuangshi.qq.com/read/656532/5
17.虚拟现实2022年,虚拟现实入选“智瞻2023”论坛发布的十大关键技术清单和元宇宙的概念,进一步推动了VR技术的发展,为VR应用开辟了更加广阔的发展空间。 主要特征 编辑本段 沉浸性 沉浸感是指用户在虚拟世界中感受到的虚拟场景的真实程度。虚拟现实技术通过计算机产生逼真的3D图像,用户可以使用视觉、听觉、嗅觉、味觉等感官,通过与https://www.qwbaike.cn/doc-view-7851.html
18.怎么区分VRARMR与全息技术裸眼3D?从概念上来说,VR是纯虚拟数字画面,而AR虚拟数字画面加上裸眼现实,MR是数字化现实加上虚拟数字画面。VR是AR的子集,AR是MR的子集。 我们可以看到,VR与AR的共性至少有两点,即“3D”与“交互”。缺乏其中任何一点,就不能称之为真正的VR或AR。这也是为何部分学者把VR、AR视为一体的原因。这是因为VR与AR所使用的https://www.d-arts.cn/article/article_info/key/MTE5NTQ5MzA1MziDz4WtsXOgcw.html