2017年11月18日 星期六

實境互動現況與趨勢_何謂XR(eXtened Reality)


1994年保羅•米爾格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)所提出「現實─虛擬連續系統」(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)來定義虛擬實境及擴增實境。 在圖的左側為現實環境(Real Reality) ,而右側為完全虛擬的世界,所有場景及物件皆是由3D繪圖軟體產生,稱為虛擬實境(Virtual Reality)。當把真實影像貼上虛擬物件時,使得3D場景、物件看起來更接近真實世界時,則稱為增強虛擬(Augmented Virtual)。反之,當我們把虛擬的3D物件或文字資訊疊合至真實世界影像中時,就可稱為擴增實境(Augmented Reality)。而夾雜數種虛擬資訊及影像的方式就稱為混合實境(Mixed Reality)

由於各種技術及各家產品製造商欲取得市場認同,有時會創造出新名詞方便使用者區別,但本質上還是不脫上述「現實─虛擬連續系統」範籌,以下就依常見技術名詞簡單解釋如下。(依英文字母順序排列:AR, CR, DR,ER,HR, MR, RR, SR, VR, XR)

Augmented Reality (AR) 擴增實境(增強現實、增強實境)
將虛擬影像疊合至真實世界影像後,再一起被使用者觀賞,可依文字資訊及虛擬影像內容疊合至真實影像的貼合準確程度分為弱 AR及強AR。弱AR只是用於顯示資訊或圖像,多半用於提示使用者用途,如車用抬頭顯示器,知名手機電玩Pokemon GO都只是將虛擬物件疊合回現實世界影像,但卻和真實世界的視角、尺寸都沒有關連。而強AR的虛擬物件可完全融入真實場景,不僅尺寸、視角完全對應,甚至連光影、遮蔽都符合現實世界場景,令使用者感覺彷彿虛擬物件真實存在。

Cinematic Reality (CR) 電影實境
由 Magic Leap提出的概念,希望虛擬物件疊合到真實世界影像中時,除視角、尺寸符合場景外,物件的光影能即時產生和真實世界一樣的光影,如果電影特效般的效果。

Diminished Reality (DR) 削弱實境
是一種AR反向應用,把連續影像中特定物件去除,等於是自動建立欲去除物件不存在的背景影像後,再把背景影像即時依視角疊入原影像中 (Video inpainting),就像AR把虛擬物件疊入真實世界影像。2017年6月 Adobe Max 2017大會上推出的Cloak技術也可歸屬此類。

參考影片  https://www.youtube.com/watch?v=FgTq-AgYlTE
                https://www.youtube.com/watch?v=TzBZWBht02I (Adobe Cloak)

Education Reality (ER) 教育實境
這是台灣一個新創團隊提出的名稱,基本上屬於AR的一種,主要希望藉由全息投影來讓歷史名人或虛擬人物來幫大家上課,以提升學習的興趣增加學習效果。

參考網頁  http://www.rockfuture.net/show/person/content-979.html
參考影片  https://www.youtube.com/watch?v=UJ_MWacePEM

Hybrid Reality (HR) 複合實境(混合實境)
常和Mixed Reality視為相同概念或同義詞。在著名募資網站Kickstarter上曾有推出一概念性影片,用來描述未來世界應用情境,雖然很多離現實還很遙遠但仍有許多值得參考的地方。

參考網頁及影片  https://www.kickstarter.com/projects/723600195/hyper-reality-a-new-vision-of-the-future

Mixed Reality (MR) 混合實境
此一名詞早於1994年「現實─虛擬連續系統」中被提出。2015年Microsoft推出Hololens產品時其技術可精準掃描現實3D場景並將虛擬3D物件影像精準疊合回現實影像,為區別和Google Glasses只能將文字疊合於現實影像中,於是將此一名詞變成專屬的行銷名詞。從「現實─虛擬連續系統」定義中可得知,平日常見的光雕投影,把虛擬物件投影在物體表上,亦可屬於混合實境的一種。

Real Reality (RR) 實物實境
2016年由國內鈺立微電子和鈺創科技所共同推出的「寰宇電眼」所提出的名稱,大致上可歸屬在VR相關技術中。主要是將 360度球型攝影機所拍攝影像即時轉入VR顯示器中,讓朋友在遠端攝影自己卻有陪在身邊的感受。

參考網頁  http://www.etron.com.tw/tw/pr/latestnews2.php?ID=410
參考影片  https://www.youtube.com/watch?v=IeplSqjqU-k

Substitutional Reality (SR) 替代實境(置換實境)
由日本理化學研究所腦科學研究中心提出,是一種結合真實影像結合時間不連續的技術,首先讓使用者看到現在時間現實影像,之後隨意替換現實影像及先前預錄現實影像,令使用者產生一種時空混雜的感覺,有助於了解人的感知行為或者作為新形態的藝術創作。

參考網頁  http://www.riken.jp/en/outreach/ip/23946/ 
參考影片  https://www.youtube.com/watch?v=wGE-Y7ROduk

Virtual Reality (VR) 虛擬實境
利用頭戴式顯示器將虛擬(具視差)影像投射到雙眼,令使用者看到如真實世界影像及立體感。早期電腦運算速度不高,使能用簡單三角面及素色表示3D虛擬物件,並搭配特殊感測器即時改變觀賞視角。隨電子技術演進,真實影像亦可當作貼圖置於虛擬物件表面及場景中,增強虛擬(Augmented Virtual, AV)物件的真實感,而這項技術目前已很少單獨稱呼,而直接併入虛擬實境一詞範籌中。如今隨360度攝影機取像技術成熟加上電腦運算速度飛奔,許多真實場景和3D虛擬物件已可即時產生對應視角及動作,讓使用者能更身歷其境的感受。

eXtended Reality (XR) 延伸實境
或稱Cross Reality (XR),其中X亦可當成任意字解釋,因為現在常聽到的技術主要以AR, VR, MR為主,未來還有什麼R仍是未知,所以X可以來表示全部技術。2017年7月晶片大廠Qualcomm開始以"eXtended Reality, XR"來推展其晶片在行動裝置的可行方案,希望未來不管AR, VR, MR都能包容其中。

相關報導  https://www.qualcomm.com/news/onq/2017/05/31/extended-reality-convergence
參考影片  https://www.youtube.com/watch?v=hPiG0ox-Jw8

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