AR技術(shù)迎來(lái)廣闊的發(fā)展前景

　　智能手機上的增強現實(shí)應用軟件和工具有助于推動(dòng)開(kāi)發(fā)新一代的AR眼鏡應用。

　　現實(shí)世界是美好的，但增強現實(shí)(AR)技術(shù)可以讓它變得更有趣、更高效，還可以帶來(lái)更豐富的信息。雖然面向大眾消費者的可穿戴式AR眼鏡尚未問(wèn)世，但用于智能手機的AR應用和工具已經(jīng)為新一代AR眼鏡應用鋪平了道路。

　　從某種程度上，基于智能手機的AR應用已經(jīng)驗證了這個(gè)概念。新一代AR眼鏡在硬件上將會(huì )集舒適性、高性能與性?xún)r(jià)比為一體。但是設計這樣的設備仍需克服一些技術(shù)挑戰。

　　AR 技術(shù)無(wú)處不在......

　　自Pokemon Go在2016年快速風(fēng)靡市場(chǎng)，AR應用程序幾乎是隨處可見(jiàn)。 Facebook、Snapchat、Instagram等公司相繼入場(chǎng)。Apple的ARKit和Google的ARCore等AR開(kāi)發(fā)環(huán)境極大地推動(dòng)了AR應用在iPhone和Android設備上的擴展(圖1)。像Blippar、Zappar和Aurasma這樣的AR內容創(chuàng )建工具，或是免費，或是成本很低，使應用程序開(kāi)發(fā)人員、小型和大型企業(yè)，甚至非營(yíng)利組織都可以更輕松地使用AR。

　　咖啡店

　　時(shí)裝店

　　購物中心

　　1.將零售信息添加到視圖當·中只是增強現實(shí)應用的諸多應用示例之一。

　　游戲行業(yè)在早期催化了AR應用的興起，但現在A(yíng)R應用已經(jīng)漸漸滲透至各行各業(yè)，例如教育、廣告營(yíng)銷(xiāo)、建筑工程、博物館等。宜家等零售商通過(guò)AR應用讓買(mǎi)家提前感受家具的實(shí)際陳列效果。Airbnb展示的一款AR應用程序，可以為租客提供信息豐富的導游服務(wù)。

　　教育類(lèi)AR應用程序可創(chuàng )建沉浸式的學(xué)習環(huán)境。想象一下，在學(xué)習火山相關(guān)的知識時(shí)，學(xué)生們不再是通過(guò)閱讀或觀(guān)看火山的相關(guān)視頻，而是在課桌上真實(shí)地經(jīng)歷一次火山爆發(fā)。

　　大英博物館正在測試一款AR智能手機應用程序，它將取代錄音或壁掛式卡片等傳統的藝術(shù)品介紹形式，轉而以一種更為生動(dòng)形象的方式再現藝術(shù)品的創(chuàng )作過(guò)程。建筑或工程公司將物理模型與AR相結合，在提供解釋或促銷(xiāo)信息的同時(shí)，還可以讓客戶(hù)從內到外體驗建筑物。至少這種方式更具吸引力。這些例子為AR提供了廣闊的應用前景。

　　新一代可穿戴設備

　　盡管智能手機上的應用程序已經(jīng)證明了AR的可行性和巨大潛力，不過(guò)專(zhuān)為AR應用設計的新一代眼鏡將提供一種更強大的、身臨其境的體驗。智能手機上的AR體驗受到手機顯示屏的限制，而AR眼鏡顯示的圖像和圖形則漂浮在觀(guān)察者的視野前方，就好像它們確實(shí)是現實(shí)場(chǎng)景中的一部分一樣。

　　有幾種不同類(lèi)型的應用可能非常適合AR眼鏡。當然，游戲就是其中之一。想象一下，小型戰艦在客廳的家具周?chē)埠?，飛機從你的吊扇上俯沖下來(lái)攻擊。在機械和工業(yè)工程中，查看和操縱3D對象的能力也非常有用。自行車(chē)手、滑雪者或摩托車(chē)越野賽車(chē)手可以從嵌入頭盔的AR眼鏡中看到速度、心率、跑道位置、剩余燃料等關(guān)鍵信息。在庫存管理或倉儲應用中，AR眼鏡可以將人員引導到很難找到的存儲箱位置或者立即確認從庫存中取出了正確的物品。

　　為有效利用這些應用，AR眼鏡必須擁有舒適的佩戴效果，還要有合適的續航和性能平衡。AR眼鏡的關(guān)鍵組件之一是顯示子系統。它的主要作用是欺騙大腦，讓它認為所看到的是現實(shí)世界的一部分，而達到這種性能水平就需要精心設計的AR顯示器。

　　設計注意事項

　　在為特定應用設計最佳AR眼鏡時(shí)，設計人員可以遵循幾種不同的方法。每種顯示技術(shù)都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但在評估AR顯示技術(shù)時(shí)，AR眼鏡設計師都需要考慮一定的操作特性，包括：

　　低功耗：為實(shí)現小巧輕量化的AR眼鏡，顯示子系統的功耗必須要低。AR顯示器功耗的關(guān)鍵決定因素是其光學(xué)效率，即從照明光源進(jìn)入眼睛的光線(xiàn)量。如果設計的光學(xué)效率不高，通常需要提高產(chǎn)品尺寸以便容納更大的電池，或者降低顯示器的亮度以適應有限的電池容量。

　　高光學(xué)效率的顯示器為開(kāi)發(fā)人員提供了更大的靈活性，可根據在A(yíng)R眼鏡上運行應用的特定要求來(lái)優(yōu)化設計。例如，騎自行車(chē)之類(lèi)的戶(hù)外運動(dòng)應用可能需要AR眼鏡針對高亮度進(jìn)行優(yōu)化，部署在倉庫庫存管理應用中的AR眼鏡不需要高亮度水平，因而可以針對性地優(yōu)化，延長(cháng)電池的續航時(shí)間。

　　亮度：AR顯示器的亮度是用戶(hù)體驗的關(guān)鍵決定因素。如果亮度有限，則顯示器可能無(wú)法在顯示的內容和背景環(huán)境之間產(chǎn)生足夠的差異(圖2)。另外，如果眼鏡是在戶(hù)外使用，則顯示器的輸出必須非常明亮，才能使內容清晰可見(jiàn)。

　　2.明亮的AR顯示(右)是用戶(hù)體驗的關(guān)鍵決定因素。如果亮度受限(左)，則顯示器可能無(wú)法在顯示的內容和背景環(huán)境之間產(chǎn)生足夠的差異。

　　對比度：對比度衡量顯示器中最黑的黑色和最白的白色之間的差別(圖3)。高對比度將使內容非常豐富，也可以讓用戶(hù)感到更加身臨其境。另外，單個(gè)像素能成為真正黑色的能力在A(yíng)R眼鏡中是至關(guān)重要的，因為黑色像素對佩戴者來(lái)說(shuō)是透明的。如果這些像素不是真正的黑色，而是灰色的陰影時(shí)，佩戴者將會(huì )看到一個(gè)既不真實(shí)而且令人分心的灰色背景，勾勒出眼鏡的顯示區域。

　　3.與低對比度(左)演示相比，高對比度(右)使內容更豐富，更具沉浸感。

　　高速/低延遲：高幀率、低延遲的顯示在與頭部移動(dòng)相關(guān)的AR應用中尤為重要。在這樣的應用中，顯示器中的延遲可能導致增強的內容與現實(shí)世界中的對象不能夠正確對齊。

　　結論

　　新一代AR眼鏡將使AR應用更充分地發(fā)揮其全部潛力。AR眼鏡不會(huì )將AR應用嵌入到現實(shí)中的智能手機屏幕上，而是將使應用及其現實(shí)成為用戶(hù)現實(shí)世界中的一部分。達到上述目標需要認真考慮眼鏡顯示子系統相關(guān)的設計問(wèn)題。