每日時(shí)訊!老王說(shuō)元宇宙（四）：沒(méi)有這兩項(xiàng)技術(shù)，元宇宙概念就是空中樓閣

真實(shí)世界的元宇宙硬件關(guān)鍵技術(shù)

多模態(tài)表現(xiàn)技術(shù)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在真實(shí)世界上疊加虛擬的信息，說(shuō)得直白點(diǎn)，不就是真實(shí)世界的虛擬表現(xiàn)嘛。那問(wèn)題就來(lái)了，到底怎么表現(xiàn)？有哪些表現(xiàn)形式？對(duì)應(yīng)的要用到哪些表現(xiàn)技術(shù)？這些表現(xiàn)技術(shù)怎么實(shí)現(xiàn)？也就是說(shuō)這些表現(xiàn)技術(shù)怎么表現(xiàn)？這是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)繞不開(kāi)的技術(shù)。老王一一道來(lái)。

(資料圖片僅供參考)

（1）視覺(jué)表現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的視覺(jué)表現(xiàn)，首先得了解清楚，視覺(jué)怎么表現(xiàn)。首先用什么光源？用什么顯示技術(shù)？與上一篇的第1點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)是啥關(guān)系？

對(duì)于AR也好，VR也好，什么R也好，都是近眼顯示技術(shù)。這個(gè)很好理解，就是顯示的光源距離人的眼睛非常近。VR頭盔的顯示屏距離眼睛最遠(yuǎn)的也就是第一代VR眼鏡，最多也就7厘米?，F(xiàn)在隨著新的光學(xué)PANCAKE的出現(xiàn)，這個(gè)距離又被壓縮到了4厘米了。

對(duì)于AR來(lái)說(shuō)，與VR不一樣的地方是AR眼鏡看到的圖像是虛像（初中物理里面說(shuō)的，人眼看到的物體分為實(shí)像和虛像。實(shí)像就是用手擋的時(shí)候，你的手上有圖像，虛像呢，就是沒(méi)頭像，其實(shí)也就是你可以看到，別人看不到）。

近眼顯示，AR目前的顯示技術(shù)可以分為：LCOS、LCD、Micro-OLED、Micro-LED、DLP等等。

可能不做AR設(shè)計(jì)的朋友體會(huì)不到。對(duì)于像老王這種做AR設(shè)計(jì)的人來(lái)說(shuō)，真的為這個(gè)技術(shù)的突破傷透了心。因?yàn)楦鞣N原因，AR顯示技術(shù)明明已經(jīng)很尖端了?？墒沁€是不能滿足老王們的需求。老王們是希望在0.1吋的面積上能顯示4K或者8K。也和全球頂級(jí)的AR微顯示廠家京東方探討過(guò)。他們告訴我0.39吋做到1080P都是頂尖的啦。再要求他們提高分辨率，他們直接說(shuō)“臣妾做不到啊”。也是啊，0.39吋顯示1920*1080，都是5400多ppi了。0.1吋的話，就是20000ppi了，如果要他們顯示4K或者8K，早就突破物理極限了。

LCOS，這是早期AR使用的微顯示屏，又叫硅基液晶。需要有背光。單位英寸的顯示點(diǎn)數(shù)很難突破，所以目前使用的越來(lái)越少。

LCD，這個(gè)最普遍了。液晶顯示，其實(shí)和LCOS同源。不說(shuō)了。

Micro-OLED 硅基OLED，自發(fā)光，反應(yīng)速度快，沒(méi)有拖影。目前國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)了，前面說(shuō)的京東方，還有南京、蘇州、上海好幾個(gè)廠家也都可以了。

Micro-LED，大家都知道電視機(jī)和電腦顯示器很多是LED的，工藝上再精密點(diǎn)，就是Micro啦。這是目前比較新的顯示技術(shù)。

DLP這是漂亮國(guó)TI公司的專利產(chǎn)品。由于體積偏大，在AR上應(yīng)用一直沒(méi)有大的發(fā)展。

上述這么多的顯示技術(shù)，個(gè)人覺(jué)得從色彩還原來(lái)說(shuō)，顯示效果比較好的可以普及的還是Micro-OLED和Micro-LED。

這么多形式的光源，最后要讓人的眼鏡看到的視頻或者圖像是幾十吋甚至上百吋，那就離不開(kāi)上篇寫的第1點(diǎn)——光學(xué)。需要將光源發(fā)出的實(shí)像變?yōu)樘撓?，否則要將實(shí)像放大幾百倍（微顯示最大智能0.71吋，放大100倍也才71吋，是不是不過(guò)癮？）這個(gè)光學(xué)可不是一般咯。所以AR光學(xué)是很關(guān)鍵的技術(shù)。

既然說(shuō)了是多模態(tài)，除了微顯示技術(shù)這種視覺(jué)表現(xiàn)形式，下面再說(shuō)幾種表現(xiàn)形式。

（2）聽(tīng)覺(jué)表現(xiàn)。很多朋友會(huì)說(shuō)，聽(tīng)覺(jué)表現(xiàn)嘛，簡(jiǎn)單。就是在AR眼鏡上設(shè)計(jì)個(gè)喇叭。也沒(méi)錯(cuò)啊。關(guān)鍵是在AR的場(chǎng)景下，不僅僅是嘰里呱啦的喇叭而已。而是要具備三維位置感知的聲音，這才是聽(tīng)覺(jué)表現(xiàn)增強(qiáng)。

為什么要特別定義三維位置感知？比如你戴個(gè)AR眼鏡做航空發(fā)動(dòng)機(jī)的故障維修，如果你的AR眼鏡沒(méi)有三維定位感知功能，那你能知道那個(gè)異常的聲音是從哪里發(fā)出來(lái)的嗎？要是不能提供這個(gè)功能，那我要你這個(gè)AR何用？還不如我拿個(gè)螺絲刀直接杵在發(fā)動(dòng)機(jī)表面聽(tīng)呢。

（3）觸覺(jué)表現(xiàn)。很多朋友可能還沒(méi)聽(tīng)過(guò)，直接就問(wèn)，AR干嘛還要觸覺(jué)增強(qiáng)？觸覺(jué)增強(qiáng)是個(gè)神馬玩意？

老王打個(gè)比方，有美女醫(yī)生一枚，佩戴AR眼鏡給某帥哥做穿刺手術(shù)，AR眼鏡引導(dǎo)美女醫(yī)生一步一步進(jìn)行，如果沒(méi)有觸覺(jué)傳感器，萬(wàn)一這個(gè)美女醫(yī)生練過(guò)幾手功夫，會(huì)不會(huì)在關(guān)鍵的時(shí)候用力過(guò)猛？所以AR的應(yīng)用，觸覺(jué)表現(xiàn)是一定要的。

（4）嗅覺(jué)和味覺(jué)表現(xiàn)?？赡芘笥褧?huì)覺(jué)得，嗅覺(jué)和味覺(jué)與AR沒(méi)關(guān)吧。這你就錯(cuò)啦。很多的場(chǎng)合就需要用到嗅覺(jué)增強(qiáng)。如果美女領(lǐng)導(dǎo)安排你去某化學(xué)場(chǎng)景，如果沒(méi)有嗅覺(jué)增強(qiáng)，由于個(gè)人嗅覺(jué)感應(yīng)的差異，會(huì)導(dǎo)致散發(fā)出來(lái)的氣體或者某種氣味存在很多的偏差，而導(dǎo)致各種缺陷。

視覺(jué)增強(qiáng)。我們都知道，一個(gè)理想的AR系統(tǒng)應(yīng)該是重建逼真的三維增強(qiáng)，完美的填充真實(shí)的物理空間。那么究竟如何增強(qiáng)呢？

（1）光學(xué)透視式（OST）就是通過(guò)一個(gè)半反半透的鏡片實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合。什么意思？就是將一塊鏡片鍍上銀，這樣從微顯示屏發(fā)出來(lái)的虛擬的圖像經(jīng)過(guò)反射后到達(dá)人眼。同時(shí)真實(shí)的物理空間的光線還可以透過(guò)來(lái)。和我們小時(shí)候使用的鏡子不一樣。小時(shí)候的鏡子鍍的銀很厚，根本不透光。

（2）視頻透視式（VST）就是通過(guò)攝像機(jī)把物理世界的圖像拍回來(lái)和計(jì)算機(jī)生成的虛擬圖像進(jìn)行融合。

當(dāng)然除了AR眼鏡，還有桌面AR，那么增強(qiáng)的方法還有下面這樣的。如果不需要顯示器，而是直接把虛擬的圖像直接投射到真實(shí)的物體上，形成“體三維顯示”。

怎么感覺(jué)一個(gè)AR都這么多的關(guān)鍵技術(shù)要寫啊。越寫越多，越多就越難寫。既然開(kāi)了個(gè)頭，就一定要搞完。慢慢來(lái)啊，各位看官，不要急啊。

王友初：商慧星空元宇宙事業(yè)部高級(jí)顧問(wèn)

華中科技大學(xué)電機(jī)電氣畢業(yè)，北京郵電大學(xué)通信工程碩士，長(zhǎng)期從事人工智能系統(tǒng)研究，具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾任國(guó)家數(shù)控中心高級(jí)工程師，西門子機(jī)器人技術(shù)總監(jiān)，普天深圳研發(fā)中心CTO。擁有豐富的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，自然語(yǔ)言處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)，復(fù)雜電子系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，精通大型軟件架構(gòu)、算法與管理，智能硬件產(chǎn)品需求、設(shè)計(jì)、中試、生產(chǎn)全過(guò)程。

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編輯丨陳倚華

校審丨林亦方

關(guān)鍵詞： 老王說(shuō)元宇宙（四）沒(méi)有這兩項(xiàng)技術(shù) 元宇宙概念就是空中