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近在咫尺的AR新生活?淺談擴增/混合實境技術——2018春季展望

想像一下,早上打開冰箱,眼前跳出根據現有食材以及健康狀況設計的餐點,並一個一個步驟帶著你烹煮;家中改裝潢不用拿型錄和量尺慢慢比對,只要在手機上輕點,沙發和茶几擺在客廳是什麼模樣快速呈現;到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣;出門旅遊,透過手機看著眼前的街景,哪處是景點、哪裡有餐廳一目了然,還能在遺跡前上演歷史小劇場。

這就是擴增實境(Augmented Reality, 簡稱AR)與混合實境 (Mixed Reality, 簡稱MR)技術帶來的新生活。

到門市買衣服,不用再花大把時間穿穿脫脫,只要在神奇的鏡子前憑空點選,就能快速看到自己穿上不同款式或顏色的衣服的模樣。source:Fx Mirror

科技部 2018春季「展望」系列演講「全面啟動的未來世界 – 人類2.0社會的科幻成真」第一場,請來清華大學工業工程與工程管理學系教授瞿志行,分享 AR/MR 的現在應用與未來趨勢,泛科學整理演講與專訪內容,邀大家一起探索過去只存在科幻作品中的世界如何實現!

source:2018春季展望提供

虛擬實境和擴增實境的差別?

提到擴增實境,除了「寶可夢Go」,你可能還會聯想到最近火紅的電影《一級玩家》,主角們只要帶上穿戴式裝置,就能進入虛擬實境(VR)的世界。其實 AR 和 VR 是很不同的概念,反而是 AR 和 MR 的定義差別比較模糊。

圖/Ready Player One (2018))@imdb

通常將它們分成大致三大類:VR指的是全數位打造的環境,使用者與外界的感官會斷開,脫離真實世界的體驗;AR以真實世界的經驗為基礎,把數位資訊透過文字、符號的呈現,覆蓋在實物上。MR 則是更進一步,把豐富的 3D影像與實際世界整合,使用者可以同時對實際物件虛擬物件進行互動。

1994 年 Milgram 等人則提出了現實-虛擬連續系統(Reality-Virtuality Continuum),系統的一端從完全真實感官的現實(Reality)、在真實世界嵌入虛擬元素的擴增實境(AR)、混合了更多虛擬物件的 MR、將真實世界的訊息,加入虛擬環境的「擴增虛境」(Augmented Virtuality,簡稱 AV),一直到所有物件都是虛構的「虛擬實境」(VR)

根據Digi Capital 《2017年增強現實和虛擬現實報告》指出,2021 年擴增實境與虛擬實境產業的總產值將達到 1080億美元,其中擴增實境與虛擬實境的市場佔比約為8:2。瞿教授表示,VR 在遊戲、教育與娛樂等三大領域備受期待,但是和以真實世界為基底的 AR 相比,VR 可能會因為感知不協調導致使用者的身體不適(例如,看見自己在移動,身體卻沒有真的移動)外,視覺上的封閉與行動被拘束也較容易對用戶產生壓力和不安感,因此在未來發展與相關產業應用上,可能性會比 AR少。

擴增實境有哪些呈現方式?

現階段的AR呈現技術大致可分為三類,一是透過穿戴式裝置(如智慧型眼鏡的鏡片),同時看見外在環境與附加在上的虛擬資訊、二是透過攝影機捕捉實際的人物與環境,再結合數位元素共同呈現在螢幕上,三是透過視網膜投影或腦部植入晶片,直接在人的感官中創造新知覺。

為了追求更真實的體驗,已有團隊嘗試打造能將虛擬物件直接投影到視網膜上的智慧型眼鏡,但瞿老師認為,視網膜投影最大的挑戰其實不是技術,而是心理障礙,即使裝置的光線強度、能量等都符合醫學與人體安全標準,就看一般大眾能否克服恐懼。

除了上述三者外,也有人會透過投影(Projecting)呈現較大範圍的AR技術,把3D立體影像投影到實際物體上與人互動,這種呈現方式的難處在於精準定位與附加於物件的技巧,不但要確保實物與虛擬影像的位置精確重疊,還要掌握物體的凹凸曲面或不規則形狀,才能讓數位影像和實際物體的互動感栩栩如生。

圖/flickr

尋找痛點,才能發揮AR最大效益

瞿教授指出,AR 是一種輔助人與人、人與環境,以及人與機器之間互動的的介面技術,其核心價值在於運用AR提升產品或工作效能。所以產業在面對這項新科技時,可以思考現有的流程或內容中,哪一個環節可以透過AR提升效用或再創新,不該「為了使用AR而使用AR」。

以前陣子火紅的「寶可夢Go」來說,並不是單純因為採用AR技術而爆紅,而是因為透過 AR強化了捕捉寶可夢的體驗及趣味,因此獲得廣大迴響。

圖/wikipedia

企業或團隊應該先找到市場需求(痛點),再尋找相對應的技術,說不定現有技術就能達成要求,真的不夠用再繼續開發。如果只顧著「發展強大技術、再尋找市場與需求」,可能會像個人用運輸載具賽格威(segway)一樣,雖然具有驚人的高科技,但如果要說相似的體驗,低技術含量的「直排輪」就能達到,而且價格還便宜很多,最終導致賽格威的銷售額只稍稍超過研發成本。

瞿教授舉其合作的案例:在醫美產業中,曾發生過醫師因為經驗不足,在沒注意的情況下針對病患單一部位的肌膚過度施打雷射治療,導致嚴重的後果。因此有醫美公司找上瞿教授的團隊合作,希望打造一款結合熱感測技術的AR應用,幫助醫美醫師在手術過程隨時關注病患臉部的溫度狀況,進而降低醫療疏失的發生機會。

未來MR也或許可以應用在醫學上面。source:Brother UK

台灣在全球 VR/AR市場的定位

全球擴增實境產業正在蓬勃發展中,各大科技企業無不摩拳擦掌,想成為第一個稱霸市場的標準制定者。如 Goolge 推出了 ARcore 平台、Facebook期盼透過 AR 增加社群互動、微軟的穿戴式裝置 Hololens 來勢洶洶、Apple 不但端出 ARkit 平台,也正在研發更輕巧的AR眼鏡,連中國電商大廠阿里巴巴都喊出要把電商AR、VR化。

瞿教授分析,目前台灣的 VR/AR 相關產業大致可分為硬體裝置代工、硬體裝置開發(如HTC VIVE)、基於後製、動畫與電影產業而蓬勃發展的VR數位內容、AR數位內容和高擬真建模等領域。而相關硬體產業鏈完善、高科技人才願意投入、軟體與設計人力成本較低,以及有和中美接軌的經驗,都是台灣發展 AR 的優勢。

然而,AR橫跨物聯網、資訊工程、高擬真建模、視覺分析和 UX 設計等多項領域,需要擅長跨領域整合的人才,但軟體整合正好是台灣的弱項。再加上台灣市場小,較難推出代表性的商業模式,這些則是台灣要面臨的挑戰。

source:2018春季展望提供

與AR 同行的世界,會是什麼模樣?

現在有科學家透過科技,將視障或精障者的世界傳遞給社會大眾,讓更多人有機會認識他們的想法與困難。而瞿教授表示自己期待AR 能創造出新的溝通方式,例如,在課堂或講座上,老師透過AR裝置,看到原本不擅於言詞表達或害羞不敢舉手的學生的提問,降低過去的互動障礙。又或是透過人工智慧與AR載具,創造類似超自然感知的陰陽眼功效等。

在科幻小說或電影中,有時會描寫當科技發展到了一個程度,數位建築出來的虛擬世界變得非常真實,幾乎與現實沒有差別、甚至更好,人們因為在現實和虛幻之間來回穿梭,開始難以區分什麼是真、什麼是假。這樣的事情真的可能會發生嗎?

瞿教授坦言這個問題現在無法下定論,他基本上認為人類是可以分辨虛實的,但長期進行虛實互動,或用五官體驗虛實混合的世界後,是否會在心理或大腦留下後遺症,又或是大腦有沒有可能因為使用這類型科技產品開啟了「新感知」,都還需要更多的研究。

歡迎來2018春季展望,參與更多精彩講座!

小朋友暑假不上課要幹嘛?當然是要一直玩一直玩啊~

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在這個充滿無限可能性的「加速時代」

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該怎麼獲得自主學習力呢? 2018 泛科夏令營幫您的小朋友準備好了!

 

 

關於作者

興趣多多,書籍雜食者,喜歡問為什麼,偶爾也愛動手嘗試。