“增強現實”：虛擬世界融入現實

2015年1月22日，微軟在美國總部發布新一代操作系統Windows10。

然而，第二天占據科技媒體頭條的，卻并不是Windows10，而是微軟當天發布的另一個產品：頭戴式智能設備HoloLens。

從外觀上看，這款設備和三星的Gear VR、Facebook的OculusRift等虛擬現實頭盔長得差不多，普通到人們會誤以為這不過是一款“微軟牌”的虛擬現實頭盔而已。

但事實完全相反。HoloLens所采用的技術，并不是虛擬現實，而是“增強現實”。兩者名字相像，技術方向卻大相徑庭，虛擬現實將現實世界虛擬化，增強現實則讓虛擬世界融入現實。

除了技術方向，增強現實技術的支持者認為，和虛擬現實相比另一個不同點在于，增強現實跳出游戲領域，應用范圍更廣泛，給更多產業和整個人類帶來更大的價值。

當然，這個觀點的前提，是支撐增強現實技術的各類基礎技術足夠成熟，配套的應用足夠豐富。

已經開始產業化的虛擬現實尚未完全解決這些問題，剛起步的增強現實，情況更不樂觀。

無縫融合

增強現實技術聽起來很陌生，但實際上，在大多數與未來世界有關的科幻電影中，人們都可以看到它的身影。

最直觀和經典的應用場景，要屬1984年上映的美國科幻片《終結者》，阿諾德·施瓦辛格扮演的機器人殺手，能夠在視覺系統中實時顯示出真實物體的數字化信息。

現實中，“增強現實”的出現，業界一般認為最早來自波音公司的湯姆·卡德爾教授。

1990年，波音公司的工程師們被復雜的電路板電線束困擾，卡德爾和同事開發了一套頭戴式顯示系統，讓工程師們能夠看到電線束上顯示出的數字化圖解，大大增強了工程師處理現實世界信息的能力，“增強現實”也由此得名。

隨后近10年時間，更多的增強現實系統被開發出來，不過形態和功能都和卡德爾的頭戴顯示系統類似。

而隨著信息技術和移動智能設備的發展，人們對增強現實的想象，已不再滿足于看到真實物體上冒出的虛擬數據信息，而是希望能將虛擬世界無縫融合到現實世界中。

一些富有想象力的科學家認為，理想的增強現實技術，應該可以讓計算機生成更豐富的虛擬元素，包括數據信息、物體甚至是完整的場景，這些元素不僅可以疊加顯示在現實世界中，人們還能夠與之實時互動。

最終，虛擬世界將與現實世界真正融為一體。虛擬屏幕可以顯示在任何地方，墻壁、桌面、地板或者懸浮在空氣中;而在一些應用領域比如汽車設計，設計師可以將設計效果疊加到真實汽車上，直接在汽車上預覽并修改。

前赴后繼

不過，直到1999年，以上種種暢想都止于工業、軍事等少數專業領域，增強現實技術更像是科學家們手中的玩具，昂貴、笨重、復雜，絕大多數消費者根本不知道有這樣一項技術正在飛速發展。

改變這一局面的，是華盛頓大學教授加藤宏一。1999年，加藤宏一發布了用于編寫增強現實應用程序的工具ARToolKit，這個編程工具提供了快速精準的虛擬元素標記方法，讓普通軟件開發者也能夠開發出增強現實程序。

越來越多有趣的增強現實程序的出現，讓這項技術開始為人所知曉，而最近幾年增強現實技術受到科技界乃至普通消費者的廣泛關注，則要歸功于谷歌在2012年推出的智能可穿戴設備——谷歌眼鏡。

嚴格意義上說，谷歌眼鏡只做到了增強現實技術一些基本應用，投影簡單、平面化、分辨率也較低，不具備3D全息影像的實時處理能力，更談不上虛擬元素與現實世界無縫融合。

此外，谷歌眼鏡的主要功能，還是用來替代智能手機，比如拍照、收發信息、視頻聊天、查詢天氣路況等，在增強現實方面鮮有令人印象深刻的應用。

不過，谷歌眼鏡至少讓人們感受到了增強現實技術可以如何改變生活，雖然技術粗糙，但完成啟蒙教育，引爆科技行業甚至是某些消費者的熱情，已經算是一個巨大貢獻。

遺憾的是，由于遲遲無法取得進一步的技術突破，谷歌在2015年1月停止了谷歌眼鏡的研發項目，將其從谷歌的尖端實驗室，轉移到一個獨立的產品部門下，等待重生。

但谷歌的戰略后退，并沒有打消增強現實技術愛好者及其他科技巨頭的熱情。其中，微軟CEO納德拉就是另一位勇敢的冒險者。

仍在冒險

盡管還處于原型階段，納德拉對HoloLens增強現實項目卻極為看好，他認為，這款產品對于微軟的意義就像過去的EXCEL表格軟件問世一樣，將產生革命性的深遠影響。

不過，納德拉也心知肚明，要投身增強現實技術領域，就必須直面巨大的風險。

先不說技術之外的應用生態難題，單是虛擬現實技術層面的難題，就足以讓增強現實技術的商業化往后延遲數年乃至更久。

比如，增強現實技術想要讓計算機塑造出虛擬元素放進現實中，就得反其道而行，先讓計算機了解現實環境。這一步需要依靠深度識別的空間掃描和實時三維建模技術，對設備的演算能力要求極高。

微軟的解決辦法，是在HoloLens上集成了包括CPU、GPU以及全息處理器HPU在內的整套芯片，運算能力基本得到保障，但大功耗和高發熱目前仍限制其實際使用。

即便忽略合理的定位、掃描以及建模方案，接下來，還有一大串技術難題等著增強現實技術，比如，如何將虛擬元素顯示在現實世界中，就是一個關鍵問題。

目前，增強現實技術設備采用的解決方案，基本都是將虛擬元素投射在頭戴式顯示器的透明眼鏡片上，再通過定位標記、行動捕捉、加速計等傳感器的持續追蹤，讓虛擬元素看起來一直保持在固定的位置。

但如果只停留在眼鏡片層面，和谷歌眼鏡的實現方式并沒有差別，不僅簡單粗糙，也會降低人機交互的體驗感和操控精準度。

沒有一個更真實的體驗更佳的顯示和交互方案，增強現實技術只會步入谷歌眼鏡的后塵。對此，很多人寄希望于更進一步的體驗，比如腦機交互，但這也意味著技術的難度與風險再上了一個臺階。