混合现实(MR)的工作原理

混合现实在云计算和人工智能的帮助下得以实现。MR设备使用强大的AI传感器、镜头、图形处理单元(GPU)以及显卡或核心芯片在三个轴或维度上处理和存储数据。设备功能越强大,混合现实体验就越出色。例如智能眼镜、手套、连体衣和智能手机。

MR设备可将消费者连接到无线或有线计算机、控制台或PC以访问软件。程序可以添加、复制或重新定位虚拟物品以创建沉浸式环境。现代混合现实耳机(例如Hololens)可生成高保真设置,让用户参与虚拟活动,从而消除界限并将现实与技术分开。

除耳机外,以下是其他四种使用MR的设备:

1.智能手机和其他移动设备

平板电脑和智能手机等移动设备的计算能力和移动性随着时间的推移不断提高。许多现代移动设备都开发了用于MR应用的工具包。这些工具使开发人员能够将计算机图像叠加在现实世界的镜头之上。

虽然基于AR的娱乐应用已被证明是有效的,但专业和实用应用也开始包含MR元素。由于移动设备无处不在,其显示技术是MR增长和接受的关键因素。

2.平视显示器(HUD)

平视显示器(HUD)可将3D图形直接投射到用户面前,而不会明显遮挡周围环境。标准HUD由三个组件组成:

屏幕——负责叠加HUD的图形,

组合器——图形投射到其上的表面

计算机——结合其他两个组件,执行必要的实时计算或调整

最初,原型HUD被用于军队协助战斗机飞行员作战。然而,它们最终发展到协助航空业的所有元素。混合现实HUD可以将3D图像和数据可视化与交通和移动车辆相结合。

3.360度沉浸式环境(CAVE)

360度沉浸式环境(CAVE)是一种环境,在这种环境中,人被四面八方(上下)投影屏幕包围。除了投影,3D眼镜以及环绕声还能为用户提供一种透视感,旨在复制实际环境。自开发以来,工程师们一直采用CAVE系统,创建和测试混合现实产品原型。

4.头戴式显示器或MR眼镜

头戴式显示器(HMD)戴在整个头部或眼睛旁边,是一种使用一个或两个镜片将图像立即投射到用户眼前的设备。它广泛应用于医疗、休闲、航空航天和工程领域,并提供传统显示器无法实现的视觉互动水平。

头戴式显示器在MR娱乐客户中非常受欢迎。尽管如此,大多数头戴式显示器仍然是虚拟现实显示器,不包括实际环境。微软的HoloLens是一款MR头戴式显示器(HMD),可应用于医学和工程领域。它让临床医生实时更深入地了解物理世界。

除了构成前端体验的显示器之外,环境感知和高级用户输入也为混合现实提供了动力。近几十年来,输入技术一直在塑造人与计算机之间的界面。

人机交互(HCI)是一个新的研究领域,涵盖键盘、鼠标、触摸、笔甚至语音识别。传感器技术和处理能力的进步正在创造基于HCI输入技术的全新计算机感知。这就是为什么MR使用应用程序编程接口(API)来记录人在真实环境中的身体位置、表面和限制、环境照明和物理位置。

创造真实的混合现实体验需要整合三个基本要素:由云驱动的计算机处理、改进的输入技术和环境意识。我们在物理世界中的运动在数字空间中得到跟踪。在制造工厂中,物理边界会影响混合现实体验,例如游戏和基于任务的协助。通过情境输入和感知,物理世界和数字世界开始融合。