VR、AR、MR 介紹:AR 擴增實境、VR 虛擬實境,有何差異?

近幾年在科技議題中最常出現的幾個關鍵字中,VR、AR 、MR 絕對榜上有名。

然而,VR、AR、MR 各自的定義為何?AR 與 VR 又有什麼差別?它們可以帶給使用者什麼不同的體驗?這些實境技術的之間有怎麼樣的差別?

這就是今天要跟各位討論的重點了,以下將為讀者們進行簡單的介紹,幫助你更了解 VR、AR、MR 之間的差異。


一、 VR 虛擬實境(Virtual Reality)

VR是什麼意思?

Virtual Reality (VR),中文名稱為虛擬實境。

顧名思義,VR 就是創造出一個虛擬的 3D世界,並透過各種技術讓使用者身歷其境般地體驗這個虛擬世界。

當然,想達到「身歷其境」的效果,基本的視覺和聽覺感受模擬尚不足夠,若能加上觸覺、溫度覺、嗅覺和虛擬物件的互動回饋等感官體驗,將會大大提高虛擬世界的真實度,也是 VR 未來努力的方向。

為了創造更好的 VR 體驗,我們需要讓使用者感受虛擬世界,也要讓虛擬世界知道使用者的動作和位置,因此體感偵測元件在 VR 中是不可或缺的設備。好比 Facebook Oculus 系列的頭戴式顯示器和搭配的手持控制器,就能偵測使用者的頭部轉動及雙手位置。


倘若感官上的體驗模擬得越好越完整,虛擬世界越能以假亂真,使用者也越容易信以為真、VR 效果就更佳。而這種能讓使用者身歷其境的體驗,通常被稱為「沉浸式體驗」。

當然,要達到電影《一級玩家》中的 VR 體驗境界,目前的 VR 技術還有許多的問題要解決,例如模擬觸覺回饋。

由於皮膚是人體最大也最敏感的感覺器官,我們能透過觸感清楚地分辨不同布料的質地,洗手時的感官體驗,是水流過皮膚的觸感及冷水和皮膚的溫度差疊加而成,其原理相當複雜。 目前要能夠以假亂真的模擬出觸覺和溫度覺、騙過皮膚的感覺受器,VR 技術還有很多的挑戰要克服。


VR 的應用場景

近幾年,許多公司紛紛推出自家的消費者級 VR 頭戴式顯示器,常見的產品如:Facebook 的 Oculus 系列HTC 的 Vive、Sony 的 PlayStation VR 等等,都是在 VR 市場上佔有一席之地的產品。

而主要的 VR 軟體應用以遊戲為主,畢竟消費者級的 VR 硬體設備無法達成以假亂真的整體感官體驗,所以在軟體上以互動性和娛樂性較佳的 VR 遊戲為最大宗。

例如拿著虛擬光劍砍擊方塊的節奏遊戲 Beat Saber,和被譽為 VR 遊戲集大成者的第一人稱射擊遊戲 Half-Life:Alyx,都是非常優秀的 VR 作品,我們也十分推薦讀者們透過它們來體驗 VR 的魅力。

除了遊戲外,VR 也可以應用於教育產業,提供更深刻活潑的學習體驗;近年 VR 也有應用於軍事、醫療、體育等產業中,可以加強訓練,降低不必要的風險,也是 VR 十分矚目的應用場景。

當 VR 技術更進一步發展,相信 VR 的應用也會更加多元及深入。


二、 AR 擴增實境(Augmented Reality)

AR是什麼意思?

Augmented Reality (AR),中文名稱擴增實境。

雖然 AR 的概念早在 1901 年就被作家 L. Frank Baum 提出,但由於相關 AR 技術要到 2010 年後才逐漸完備,且主打 AR 體驗的應用還未成功的拓展消費者市場,所以讀者們對 AR 可能較為陌生。

然而,廣義上的 AR 其實早就充斥在讀者們的日常生活中了。

廣義的 AR 擴增實境

「AR 擴增實境」按字面解釋,只要是能在現實世界的基礎上疊加資訊或內容,都是廣義上的「擴增」實境。

舉個最容易理解的例子,大家去美術館參觀時,藝術品的旁邊有介紹與註解的說明板,就能被歸類在廣義的 AR 範疇中,因為這塊說明板「擴增」了藝術品這個存在於「實境」中的物品,為體驗者提供了額外的資訊,即是一種 AR 的應用。


狹義的 AR 擴增實境

當然,本文的目的並非帶著讀者咬文嚼字,我們還是回到目前主流上對 AR 的定義:「透過虛擬資訊或物件,在現實世界中疊加訊息。」

例如,為了降低駕駛在開車時低頭與抬頭期間忽略外界環境的快速變化,以及眼睛焦距需要不斷調整產生的延遲與不適,現在許多車輛都裝備了能將時速、轉速和油表等資訊投射在擋風玻璃上的抬頭顯示器(Head-up Display, HUD),就屬於一種 AR 技術的應用。

除此之外,近兩年在 Instagram 和 Tiktok 抖音上蓬勃發展的臉部濾鏡,就是透過鏡頭和演算法,讓各種特效疊加在使用者的臉上的有趣體驗,也是 AR 常見使用情境——3D 特效「擴增」了存在於「實境」中使用者的臉,也是一種 AR 應用。


AR 的應用場景

目前 AR 體驗設備以手機為主流,其次是頭戴式顯示器。

而使用者數量最多的 AR 應用當屬各種社交平台上的特效濾鏡了,AR 遊戲方面則以 Pokemon GO 為龍頭,使用者若是開啟了 Pokemon GO 的 AR+ 功能,抓寶的畫面背景會變成手機鏡頭照到的實景,而 3D 的寶可夢看起來像是「站」在使用者前方的地面上。

許多品牌也開始利用 AR 的獨特體驗來豐富產品行銷,例如美國的 Jack Daniel’s 波本威士忌於 2019 年推出的 AR 體驗,使用者透過手機 App 掃描真實酒瓶上的酒標後,一個 AR 虛擬酒標會疊加在真實酒標上,並進一步展開,提供消費者關於品牌歷史和商品特色等資訊。

目前市場上已有許多 AR 應用案例,但多為「點狀式體驗」,亦即體驗模式為掃描特定圖示(酒標)或物件(人臉),並圍繞其周圍建立 AR 體驗,這樣的體驗範圍會被限制在圖示或物件的周圍,而我們 AR Plaza 希望能打破此限制,將 AR 提升至體驗感更多元的「沉浸式體驗」。


三、AR 與 VR 的差異?

AR、VR 之間的核心差異在於,VR 的整個世界是虛擬的,包含物體和環境;AR則是在真實世界的環境上疊加虛擬的內容。

用下象棋來舉例,如果是 VR 版的象棋遊戲,體驗者所處的公園會是在虛擬的,使用的象棋和棋盤也會是虛擬的;若是 AR 版的象棋遊戲,使用者是在真實的桌子上看到虛擬的象棋和棋盤。

這樣的差異不僅是讓兩種技術的應用不同,在設備上也會有差異。

VR 和 AR 頭戴顯示器最大的差別在於,VR 是在使用者的眼睛前放了一塊螢幕,使用者無法直接看到現實世界;AR 則是放了一塊透明鏡片,再透過微型投影機或數位光場將虛擬資訊投射在鏡片上讓使用者看到效果,使用者可以直接看到現實世界。簡單來說,VR 頭戴顯示器像是戴了一塊螢幕在臉上,AR 頭戴顯示器則像是戴了一副眼鏡。

AR 頭戴式顯示器的整體外型像是眼鏡,所以許多人喜歡稱這類設備為 AR 眼鏡;最早造成市場轟動和大量討論的 AR 頭戴式顯示器,是於 2013 年由 Google 推出的 Google Glasses


四、MR 混合實境(Mixed Reality

不知道各位讀者對一支2016年在網路上造成轟動的影片是否還有印象?影片內內容是一隻碩大的鯨魚從體育館地板一躍而起,那彷彿會被水花濺濕的臨場感,讓筆者至今記憶猶深,這正是利用了「Mixed Reality 混合實境」的技術。

MR 是 AR 技術的一種類型,也可說 MR 是 AR 技術的進階型態,相比一般的 AR 體驗,MR更加強調虛擬物件與實體環境的結合度,而這樣的虛實整合可以分成兩個面向:

第一是加強環境辨識能力,讓虛擬物件像是真的被「放」在環境裡,而且使用者在空間中移動時,虛擬物件所呈現的角度和大小也會隨之改變。

第二是加強與虛擬物件互動的流暢度,使用手持控制器與虛擬物件互動畢竟還是會帶來一定的抽離感,透過手勢追蹤技術來直接用手「抓取」一個虛擬物件會大大的增強沉浸感。

總的來說,目前 MR 體驗設備都是屬於生產力工具,強調設備在開發者端能帶來的助益,近兩年越來越多的 MR 設備廠商成立,目前市場上以Microsoft推出的Hololens系列及Magic Leap推出的Magic Leap 1為主流。


五、AR Plaza的誕生:為了更好的 AR 體驗而生

AR Plaza 為全新沉浸式 AR 互動體驗平台,透過獨創光標籤定位系統,讓 AR 應用不再受空間限制,室內室外皆可達到公分級誤差,將能帶領體驗者進入與真實世界更具連結的虛擬互動體驗。

為了落實沉浸式 AR 互動體驗在更多場域, AR Plaza 結合光標籤定位系統去克服大場域建置的成本,讓 AR 在不同場域都能有多元應用。

在這個技術下,從導航、展覽、市集、演唱會、比賽等,都可以用 AR 內容包裝,打造讓人眼睛一亮的 AR 沉浸式互動體驗,未來實體活動將不單單只是實體活動,將現實與虛擬連結,將會是一場全新的 AR 饗宴!

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