VR（Virtual Realit），虛擬現實技術(VR)主要包括模擬環境、感知、自然技能和感測裝置等方面。模擬的是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真影象，簡言之即人體會的是純虛擬的三維環境。

如下圖（玩家的視覺與真實世界隔離，只能看到虛擬世界的場景）

如下圖（房間中的樂高模型是疊加在真實世界中的虛擬3D模型）

如下圖：右下角的影象是現場真實車床加工場景，車床上沒有工件及刀具，僅空車床在運轉。而在AR眼鏡中看到的畫面是虛擬工件及刀具疊加在真實機床上進行NC程式碼驅動加工的過程。

回答這個問題其實有點忐忑，有不足之處還希望大家見諒。

　今天，我們對這三個名詞似乎已不再陌生，然而市面上各種冠以“VR”、“AR”、“MR”的產品卻讓我們眼花繚亂。究竟什麼是VR，什麼是AR，什麼是MR？這三個名詞都帶有一個R，到底有什麼區別？我們一起來分析一下，希望對你的問題有幫助：

VR

　　VR頭顯（頭盔）、VR眼鏡、VR直播、VR全景看房、VR遊戲、VR全景旅遊、VRXX……各種VR產品，讓這個高科技概念離我們如此之近，然而這些VR產品真的都是VR嗎？

　　這個反問有點出乎你意料吧。然而嚴格的說，VR確實已成為一個被商業微妙篡改後的概念。

　　那麼到底什麼是VR，VR= VR頭顯（或者說VR頭盔）嗎？換句話問，我們戴上了頭顯就是VR？不戴頭顯就不是VR？

　　VR（Virtual Reality，虛擬現實）是一種綜合計算機圖形技術、多媒體技術、感測器技術、人機互動技術、網路技術、立體顯示技術以及模擬技術等多種技術而發展起來的綜合性技術。早在上世紀八十年代這個概念就已被提出來了，經過三十多年的發展，已經逐步走向成熟。

l 在人類短短几十年的壽命期限中就能“擾亂”社會發展的第一個技術平臺是個人電腦。

l 行動電話是第二個平臺，它們都是在短短的幾十年裡引發了社會中一切事物的變革。

l 下一代顛覆性的平臺就是虛擬現實，而它已經到來了……

　　不過大家要注意，VR有三大特徵：

　　•沉浸感Immersion

　　•互動性Interaction

　　•想象力Imagination

　　這三個特徵的英文都以‘I’打頭，所以合起來稱為VR的3I特徵。換句話說，我們判別一個產品是否為VR的標準，便是看它是否符合3I特徵。

　　從這個角度出發，市面上的很多標以VR的產品，嚴格來說都稱不上真正的VR，比如VR全景看房和VR直播在很大程度上並不滿足互動性的特徵。同理，部分VR遊戲也因不滿足互動性，而稱不上真正的VR。

　　另一方面，VR頭顯（HMD，俗稱VR頭盔、VR眼鏡）只是眾多VR外設中的其中一種以顯示（視覺）輸出為主的裝置。

　　除了頭顯，還有裸眼3D、環幕、球幕、全息、CAVE等多種顯示裝置。而視覺只是VR的其中一個輸出通道，除此之外，還有聽覺、觸覺（包括力反饋）、嗅覺、味覺等。而輸入裝置更是豐富多樣，包括位姿跟蹤（機械式感測器、磁場式感測器、超聲式感測器、神經/肌肉跟蹤、光學式感測器、慣性式感測器等）、空間定位、語音識別與互動，以及以腦電波控制為代表的意念操縱等。

　　通過下面這張圖，我們可以看到一個VR系統的系統架構中輸入與輸出裝置所佔的作用。從中可知，除了裝置，內容在VR系統中同樣佔據著非常重要的作用。

AR

　　那麼AR呢？

　　首先來看看它的概念。AR將計算機生成的虛擬景物或系統提示資訊疊加到真實場景中，即把數字想象世界加在真實世界之上，從而實現對現實的“增強”。

　　我們同樣也見到過各種各樣的AR技術，從各類AR卡片，到微軟的Hololens、蘋果的ARKit、谷歌的ARCore，以及前段時間賺足我們眼球卻終讓我們大跌眼鏡的Magic Leap等等。

　　歸納起來，AR有著以下的價值：

´ 為使用者提供更豐富、更有效的資訊顯示；

´ 帶來更新的體驗（虛實互動）；

´ 給生活帶來更多的便捷；

´ 在生產中減少生成複雜環境的開銷；

´ 通過虛實結合，規避一些不安全的場景。

• 虛實融合（同時顯示虛、實物體；正確處理虛實物體的遮擋、光影關係；使虛實融合為一體）

• 三維配準（建立實景環境的三維空間座標系；計算使用者視野在實景空間中的方位；從而可將虛擬物體加入到使用者視野中。）

• 實時互動

MR

　　MR又是什麼鬼？

　　MR是英文Mixed Reality的簡稱，中文為混合現實。它是1994年提出的一個概念，是虛實融合技術的總稱。

l 微軟號稱Hololens是混合現實

l Intel提出Merged Reality (融合現實)的概念（2016.8）

l Magic Leap曾提出Cinematic Reality（CR, 影像現實）的概念。

首先是什麼？

VR是虛擬現實，Virtual Reality的英語縮寫。 沉浸式地進入虛擬世界消費內容，給使用者身臨其境的感覺。這些內容可以是電影、比賽、風景、新聞等等，一些內容還能進行互動。

AR是增強現實，Augmented Reality的英文縮寫。是以現實世界的實體為主體，藉助於數字技術幫助消費者更好地探索現實世界和與之交付。

MR是混合現實，Mixed Reality的英文縮寫將真實世界和虛擬世界混合在一起，來產生新的視覺化環境，環境中同時包含了物理實體與虛擬資訊，並且必須是實時的。

一、世界不同

1、VR：VR看到的所有東西都是計算機生成的，都是虛擬的。

2、AR：AR將真實世界資訊和虛擬世界資訊“無縫”整合。

3、MR：MR將真實世界和虛擬世界混合在一起，來產生新的視覺化環境，環境中同時包含了物理實體與虛擬資訊。

二、裝置不同

1、VR：VR需要用一個不透明的頭戴裝置完成虛擬世界裡的沉浸體驗。

2、AR：AR需要清晰的頭戴裝置看清真實世界和重疊在上面的資訊和影象。

3、MR：MR需要用一個不透明的頭戴裝置來實時的獲取物理實體與虛擬資訊。

三、移動不同

1、VR：VR中所看到的物體的相對位置，隨裝置的移動而移動。

2、AR：AR中所看到的物體的相對位置，隨裝置的移動而移動。

3、MR：MR中所看到的物體的相對位置，不隨裝置的移動而移動。

今天的技術已經走過了很長一段路，從View-Master的薄紙板光碟包含七個立體3D小型彩色照片到今天的VR及AR。事實上，由於Facebook，谷歌，三星以及許多其他投資高價值回報的巨頭投入巨資，虛擬和增強現實正在越來越頻繁地進入我們的視野。

觀看大師的迪斯尼樂園卷軸，1963年廣告

在本文中，我們首先突出顯示VR，AR和MR之間的細微差別，然後快速回顧一下VR / AR的演變過程。最後，我們評估它們如何適應今天的現實，以及它們如何影響明天的現實。

什麼是虛擬現實（VR）？

虛擬現實（VR）是裝置投射到使用者視線中的模擬和沉浸式體驗。想象一下，走在Champs-Elisée（巴黎）您只需要一個耳機，通過取景器將您投射到模擬中，這正是VR所承諾的。

VR如何運作？

你還記得使用美泰公司20世紀60年代推出的View-Master時的驚險體驗嗎？今天的VR是立體觀光效果的現代版本：它需要耳機視口內的一組鏡頭、儲存或計算體驗的安裝裝置。

從純觀察到完全沉浸，VR功能的範圍取決於所使用的裝置和耳機型別。使用遙控器與安裝的耳機同步，使用者可以在體驗中與空間中的3D物件進行互動 - 無論是VR遊戲還是虛擬介面和應用程式。

VR的簡史及其隨時間的演變

暫且不談VR的技術性，它旨在讓我們投入的沉浸式360°體驗，我們可以認為虛擬現實始於十九世紀的“360度壁畫（或全景畫）”， “正如虛擬現實社會所闡述的虛擬現實史。我們從1960年的早期飛行模擬器（1929年）轉移到Morton的第一臺VR頭戴式顯示器，到1999年在Ne Matrix體驗整個世界作為模擬。

哪些公司今天領導VR市場？

©谷歌，三星，Oculus / Facebook，索尼，HTC

快進到2014年，谷歌推出了一款大眾市場DIY耳機，它使用智慧手機來推動VR體驗：Google Cardboard。一年之後三星憑藉他們的Gear VR進行了追隨，而虛擬現實的新競賽正式開始。Oculus VR於2014年6月正式收購，加入Facebook家族，以加速其在虛擬現實耳機高階領域的統治地位。

什麼是增強現實（AR）？

顧名思義，增強現實（AR）通過重疊計算機生成的圖形，影象或一組互動式資料，增加了我們對世界的感知。

AR如何運作？

截至今天，AR只需要配備相機和AR應用程式的智慧手機。使其工作的兩個關鍵因素是攝像機在移動時捕捉周圍環境的能力以及計算和投影計算機生成的視覺效果或內容的軟體。

宜家最近的AR應用程式，它允許任何人想象這個品牌傢俱的任何空間。

設計師和建築師可以從這種在現實生活環境中建立生命尺度物件的新方法中獲益。“現在，技術已經趕上了我們的雄心壯志。AR讓我們再次重新定義傢俱零售的體驗，我們不遺餘力地為每個人創造更好的日常生活，“ 宜家家居系統數字化轉型負責人Michael Valdsgaard說。

AR的簡史

從1998年現場NFL比賽中的第一個虛擬黃線標記投射到重疊地圖資料以協助NASA飛行模擬，增強現實已經存在於科幻小說之外數十年。

早在1974年，Myron Kruger就在一個互動的環境中結合了投影儀和攝像機 - 這就是我們今天所知道的AR的誕生。

最近，AR在蘋果公司的WWDC 17上採用了一個巨大的飛躍，當AR開發通過ARKit向大眾推出時，ARKit是為iPhone和iPad建立的增強現實應用程式的開發框架。

ARkit VS ARCore - Apple和Google之間爭奪AR統治的鬥爭

Apple的 iOS版ARKit承諾將AR內容開發和大眾消費民主化。這是對谷歌ARCore的直接反應，與蘋果公司相反，他們的優勢在於利用其在VR領域的知識。AR設計和開發框架都有望簡化和加速建立過程，並將技術掌握在已經使用Android和iOS手機的數百萬人手中。

由於增強現實應用程式仍然是大眾市場的新手，現在判斷這些開發工具包的真正差異還為時尚早，除了它們各自特定於其自己的作業系統和核心受眾。

現在，兩家最著名的科技公司，他們控制著99％的智慧手機市場。其已經在增強現實背後做出瞭如此公開的舉動。

混合現實（MR）怎麼樣？

混合現實是VR和AR的混合體，旨在提供兩全其美。例如，雖然它使用像VR一樣的耳機，透過半透明的視口或玻璃，但它也會在我們的環境中投射視覺效果。

讓MR脫穎而出的是它高度互動的方面，以及它為周圍環境增添的投影的逼真渲染。我們可以使用自然的身體和手指手勢與沉浸式內容互動，而不僅僅依賴於遙控器或手機螢幕。

蘋果和谷歌顯然在AR技術方面處於領先地位，但今天的MR版本更有利於微軟（HoloLens），並大力資助Magic Leap（迄今為止只有概念演示）。

微軟全息與魔法飛躍—混合現實中的兩個國王

Microsoft HoloLens全息技術

儘管谷歌眼鏡的商業失敗了，但微軟並沒有迴避在MR遊戲中嘗試自己的“全息計算機”。“HoloLens”這個名字來自核心體驗“讓您能夠與您的數字內容互動，並與您周圍的全息圖進行互動。”

魔術飛躍

作為資金最充足的前產品創業公司之一，這家由Google支援的合資企業也是科技行業最具祕密性的專案之一。Magic Leap執行長Rony Abovitz稱其為“電影現實 - 視覺計算的徹底轉變。”這家混合現實技術公司利用虛擬和增強現實系統的優勢，解決了設計互動式環境的挑戰。

雖然它尚未公開，但全息眼鏡使用動態數字化光場訊號，將影象直接投射到眼睛中並“欺騙”大腦認為它是真實的。結果是更豐富，更可信的增強體驗。

VR，AR和MR如何重新定義我們看到和體驗世界的方式？

VR出現的一個顯而易見的贏家是娛樂業。樂高星球大戰360體驗是虛擬現實大量採用和實施的一個例子，使觀眾可以以完全不同的方式體驗故事。

通過宣佈第一款獨立的VR耳機（不需要連線手機或電腦），科技巨頭Facebook正在制定計劃，以實現VR的民主化。

AR重塑任天堂，一家擁有百年曆史的公司

隨著2016年Pokemon Go的爆炸性成功，全世界首次看到AR如何通過在我們的智慧手機螢幕內外彈出小怪物來增強它來“移動”我們的現實。

混合現實，合併現實？

由於VR和AR的區別不明，混合現實很難定義其未來。

就像VR一樣，MR使用耳機來啟動體驗。但混合現實裝置與典型的VR硬體不同，因為它們使用像Google Glass這樣的安裝半透明眼鏡，讓我們能夠在現實世界中保持基礎 - 虛擬現實與實際現實相結合。

與AR一樣，MR在我們通常會看到的內容之上覆蓋數字內容和模擬。但是混合現實體驗讓你能夠以AR無法實現的方式與模擬進行物理互動。而不是單獨依賴於您的手機螢幕，您可以使用您的身體和遙控器更加互動地與環境互動。

根據英特爾的現實路線圖，它將“合併現實”更喜歡混合現實。

數字中的VR，AR和MR格局

為了真正獲得並廣泛採用，財務牽引力將成為技術和經驗牽引力的關鍵指標。

在Alphabet的Google Ventures，阿里巴巴和Andreessen Horowitz等知名投資者的支援下，Magic Leap以近20億美元的風險投資引領了MR投資遊戲。

讓我們回顧一下目前市場上主要VR / AR公司的主要投資。

VR，AR和MR的設計類似於創造新的現實。這種沉浸式和多維內容製作的新範例需要新的規則和考慮因素。增強，虛擬和混合現實設計利用現有技能，從視覺設計（3D，UI）到體驗設計（UX，產品）和開發等。

從對人體解剖學，同理心，聲音到視覺設計等方面的理解，當涉及到標準2D矩形畫布之外的設計時，創意有一個全新的競爭環境。

3D和視覺設計

虛擬現實設計師在製作沉浸式體驗和介面時必須使用完全不同的方法和工具集。更確切地說，他們必須在2D螢幕或矩形之外思考，而是將他們的創意畫布視為無限的360°空間。

一切都變得三維，因此，VR設計師最好與3D專家合作和/或使用WebGL和其他開源工具獲得對3D圖形的基本理解。

流行的3D創作軟體包括：

Unity3D（設計+遊戲引擎）

谷歌VR塊

瞭解規模和定位

VR和AR設計的比例和定位考慮因素相互關聯並相互影響。一方面，元素與觀看者的距離影響易讀性以及人們與其互動的容易程度。另一方面，模擬現實中的物件比例反映了同一物件在真實世界中的大/小，或遠/近。

跟蹤和運動

運動跟蹤的概念與所使用的虛擬，增強和混合現實硬體和軟體相關聯。例如，雖然Google Cardboard主要允許通過手機的加速度計進行基本運動跟蹤，但最新的Google Daydream VR耳機配備了一個遙控器，可讓您指出事物並推動虛擬空間內的互動。

在頻譜的高階，像Oculus Rift和HTC Vive這樣的沉浸式系統允許更靈敏的運動跟蹤系統和互動式控制器。

設計運動跟蹤器和控制器需要很好地理解自然的人體姿勢和物理支援，正確的使用有助於增強沉浸效果。

從更傳統的學科中汲取靈感

在設計AR / VR / MR時，與我們從印刷品轉變為網路時的情況大致相同，我們可以採用更多傳統藝術形式，並採用許多原則。

例如，色彩理論，構圖規則和照明最佳實踐仍然適用於新媒體。因為它仍然是我們試圖在不同環境中模擬和體驗的真實世界，通過利用新技術，可以在設計我們正在構建的新現實時利用核心視覺藝術原則。

動畫與過渡原理

動畫原則也是如此 - 當應用12種動畫原理（迪士尼以外的其他原型）時，虛擬現實中的過渡效果和運動獲得了很多可信度。讓我們簡要回顧一下：

壁球和拉伸：擴充套件和壓縮物體以模擬運動中的重量和體積。

預期：即將發生重要行動的指標。

分段：在物件的每個狀態/位置具有明確的意圖。

直線前進和姿勢：首先定義開始和結束狀態，然後填補間隙。

跟進和重疊動作：當許多動作停止時，它們不會立即停止。

慢入和慢出：Aka緩和效果，變慢，然後快，然後變慢。

弧形：簡單地說，在大多數動作中新增一點曲線。

次要操作：新增主要操作以強化或補充它。

時間：使用速度或延遲來模擬物理或時間尺度。

誇張：強調特定動作以幫助強調某些事物。

實體圖紙：讓事物看起來更加立體。

上訴：這一原則需要有趣和引人注目的特徵。

為了使這些新興技術民主化並激發共同創造的精神，許多公司與全世界分享他們的設計和開發框架。以下是一些關鍵資源，可幫助您瞭解虛擬，增強和混合現實：

增強，虛擬和混合現實的未來

如果我們考慮Pokemon Go的全球成功，AR已經顯示出更廣泛的採用率。今天，體驗增強現實所需要的只是擁有最新作業系統的智慧手機，體面的相機和AR應用程式 - 沒有入門成本，我們將整個世界作為我們的畫布。

Apple最近進入AR遊戲有望進一步推動增強現實趨勢。蒂姆庫克在這個問題上表達了自己的立場：“VR顯然有一些很酷的利基，但我認為這並不深刻，AR非常深刻。“

儘管歷史比AR或MR更長，但虛擬現實似乎存在觀眾問題，主要是因為採用體面的VR耳機的高成本，長時間使用時的身體不適以及缺乏該技術的具體使用案例。

“虛擬現實如何運作？”是我們經常在網上和VR活動中聽到的問題。儘管如此，許多部門都可以利用這項技術創造新的機會。例如，汽車行業的虛擬現實展示了一些令人興奮的可能性。

最後，混合現實是真實，增強和虛擬現實的完美融合。“應用程式是無窮無盡的，” Avegant執行長Joerg Tewes 說。他講述了設計師和工程師如何用手直接操縱3D模型。“混合現實使人們可以直接與他們的想法互動，而不是在螢幕或鍵盤上，”

世界即將以前所未有的沉浸式3D內容和數字領域擴充套件其邊界。對於設計師，工程師和公司來說，這是一個獨特的機會，可以加入革命。