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2016总结:苹果AR-VR的神秘之路

2016年12月30日 08:47:027740YIVIAN

根据苹果的专利申请我们可以判断,他们探索虚拟现实和增强现实技术已经有10年以上的时间,但随着这两项技术的普及,苹果将会越来越重视这些项目,并会在不久的将来推出真正的产品。

一直有传闻称苹果正在进行秘密的研发,并安排数百名员工负责AR和VR项目。在最近的几个月内,苹果仍在不断招募AR/VR人才,而他们也已经在收购相关领域的公司。这表明了加州库比蒂诺(苹果总部所在地)正在发生某些事情。

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从地图中的增强现实功能、Snapchat风格的相机滤镜、到iPhone的虚拟3D界面和全功能虚拟现实头显,苹果的VR和AR产品具有几十种潜在的可能性。像Oculus Rift和微软HoloLens这样的产品已经引起了人们极大的兴趣,或许苹果也正在测试自家的头显产品。

有消息称苹果正在研发数个虚拟现实/增强现实原型产品,但除此之外我们知道的信息少之又少。目前尚不清楚苹果是否正在开发与Oculus Rift类似的虚拟现实系统,还是说可以与微软HoloLens媲美的增强现实产品,但我们可以确信苹果正在有进行相关的研发。

还有传闻称苹果正在开发一款“智能眼镜”,可通过无线与iPhone或苹果手表连接,并通过增强现实技术来展示“数字影像或其他信息”。这个听起来跟谷歌眼镜相似的项目正处于探索阶段,如果苹果继续推进,该可穿戴设备可能最早会在2018年与大家见面。

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如果最终的产品并非VR头显或AR眼镜,还有其他潜在的可能。举个例子,YiVian曾报道过苹果此前申请过AR地图专利的消息,用户可通过iPhone手机看到附近餐馆和企业的信息。

延伸阅读:新申请AR地图专利 苹果有600人在研发AR项目

传闻还指出苹果可能在其汽车项目中集成增强现实技术,作为车载软件系统的一部分,其中可能包括平视显示器或其他功能。消息人士透露,苹果计划把增强现实纳入iPhone的相机应用程序中。

苹果公司高管们几乎没有太多地分享关于虚拟现实技术的信息,但在苹果2016年第一季度财报电话会议上,库克表示,虚拟现实不仅仅只是一个利基技术。 他说,“(VR)真的很酷,它有一些有趣的应用。”

库克对增强现实提出了类似的看法,称之为巨大的商业机会,对用户非常有利,“我们已经并会继续大量投资(AR),从长远来看,我们很看好AR。”

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库克表示,增强现实技术应该是鼓励人与人的接触,而非取代。AR不应该成为人们交流之间的“障碍”。“人际交流无可替代,”他如是说,“所以你希望技术能够鼓励人与人之间的接触。”

库克还认为,增强现实比虚拟现实更有前景,因为其更“关注当下”。他相信更少的人会对虚拟现实感兴趣,但承认教育和游戏上有一些有趣的用例。

下文将继续根据传闻和已知的信息继续探索苹果潜在的虚拟现实和增强现实项目。

1. 增强现实 vs 虚拟现实

在某种程度上,增强现实和虚拟现实是类似的技术,但两者存在很大的差异,有着不同的潜在应用。虚拟现实是指在虚拟世界中的完全沉浸式体验,而增强现实可以把数字影像叠加在现实世界中。

两者的区别可以通过两款产品的比较进行体验。谷歌眼镜是增强现实一个代表产品,除了可以让用户看到真实的世界外,系统还会在镜片中显示相关的信息,比如天气、导航和指示等等。

这跟苹果传闻中的“智能眼镜”类似。

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与之对比,Facebook的Oculus Rift是一款虚拟现实头显,可以提供沉浸式的视觉体验,数字世界会完全取代真实世界。

增强现实会提供跟周围环境相关的数字信息,同时允许我们与周围环境进行交互;而虚拟现实的设计会使我们与周围环境隔离,让我们与完全的虚拟世界进行交互。

两者的潜在应用也截然不同。虚拟现实专注于沉浸式内容消费,因为它会通过视觉、音频和触觉反馈让佩戴者有种身临其境的感觉,仿佛这就是现实。虚拟现实的应用很大程度上与游戏相关,但在教育和培训等领域也有着潜在的应用。

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增强现实不依赖于沉浸式内容,带来的震撼感可能不如虚拟现实,因为AR是“增强”现实而不是取代现实。事实上,大多数人可能已经体验过增强现实,甚至可能是通过iPhone手机。Snapchat的滤镜功能是增强现实应用的一个例子,可以实时地“改变”用户的脸部。

展望未来,搭载增强现实技术的iPhone手机可以潜在地观察和了解用户周围的世界,提供相关的信息。例如,使用摄像头扫描未知植物可能会出现带有详细信息的维基百科,或者扫描餐厅时可能会显示具体的菜单;在商店中,扫描产品可能会出现价格比较或用户评价;在访问旅游网站时,扫描图片地标可能会显示相关的历史信息或地图,同时让用户概览整个区域。

有传闻称苹果正计划为iPhone摄像头应用增加增强现实功能。可能是面部识别技术,以实现类似于的Snapchat滤镜的功能;又或者是实时物体识别功能。这样的功能可以潜在地用于空间识别和测绘,以及其他领域。

还有第三个选项,介于虚拟现实和增强现实之间的混合现实。传闻称苹果对混合现实特别感兴趣,因为混合现实可以把全息图像与现实世界融为一体。混合现实产品的最佳例子是微软HoloLens,能够在实际空间中创建视觉全息图。

2. 苹果的VR/AR团队

苹果研发虚拟现实和增强现实可追溯多许多年前,但坊间却是在2015年3月份才开始盛传这些消息,当时有新闻报道称苹果已经安排了一个小团队负责增强现实项目的研发。在2015年和2016年初,苹果的AR/VR团队正不断发展壮大,因为该公司雇用了众多拥有AR/VR技术专长的员工,同时还进行了多项相关的并购。

知名科技博主Robert Scoble曾在里斯本举行的全球网络峰会上表示苹果有“数百名”专家在进行秘密的研究。

2.1 人才招募

最引人关注的要数弗美国吉尼亚理工大学的计算机科学系教授道格·伯曼(Doug Bowman)。他专门研究三维用户界面设计,并撰写了一本关于3D界面以及沉浸式虚拟环境优点的书目。伯曼在虚拟现实和增强现实研究领域享有盛誉,拥有资深的专业知识。

苹果还从微软和Lytro处挖角,抢夺其虚拟现实和增强现实人才。Lytro致力于研发结合实景真人片段和计算机图形的摄像机以制作实时VR体验,其代表产品有Immerge光场VR摄像设备。苹果从微软HoloLens团队招募而来的人员则有着开发先进增强现实头显的丰厚经验。

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Lytro Imerge360相机

Zeyu Li,曾担任Magic Leap的主要计算机视觉工程师,目前供职于苹果,职务是“高级计算机视觉算法工程师”。他本科和硕士毕业于华中科技大学,并在美国加州伯克利分校获得博士学位,主研人工智能和计算机视觉。

Yury Petrov,Facebook旗下Oculus的前研究科学家,现在在苹果的职务同样是“研究科学家”。据其LinkedIn个人资料介绍,Petrov具有虚拟现实体验、计算机模拟软件等开发经验。

随着苹果的团队已扩充至数百名,苹果团队已经拥有许多跟虚拟现实相关的专家。在LinkedIn上,许多拥有虚拟现实开发经验的软件工程师已经加入苹果,但目前不能确认他们是否在秘密地研发AR/VR项目。

2.2 公司并购

苹果通过并购挪至了许多AR/VR专家。在2015年-2016年,苹果在AR/VR领域进行了数起公司并购,而苹果在多年前也已经进行过类似的收购。

2.2.1 PrimeSense

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苹果在2013年收购了这家以色列体感技术公司,当时人们纷纷猜测苹果或许会把PrimeSense的技术集成至苹果电视中。微软最初的Kinect平台就是基于该公司的3D深度感知技术和动作感知功能。

PrimeSense使用近红外光把不可见光投射到房间或场景中,然后通过CMOS图像传感器读取,以创建物体或人类的虚拟图像。这可实现基于运动的控制,同时也能够进行诸如虚拟对象测量并提供相对距离或尺寸的功能,这对增强现实应用而言(如交互式游戏、室内地图绘制等)非常有用。PrimeSense技术还可以用于创建高度精确的360度扫描,可能会有助于虚拟现实应用程序。

2.2.2 Metaio

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这家增强现实初创公司在2015年5月份被苹果收购。Metaio的代表产品是Metaio Creator,可在短短几分钟内创建增强现实场景。在被苹果购买之前,像法拉利这样的公司已经成为Metaio软件的客户,用于创建一个增强现实展厅。

Metaio技术也曾应用于著名的柏林墙景点,用户可以通过智能手机或平板电脑查看当年尚未被推到的柏林墙。苹果有可能在应用程度中(如地图应用)集成Metaio的技术,以实现增强现实功能。

2.2.3 Faceshift

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此次收购发生于2015年8月份,这是苹果在2015年第二起针对增强现实公司的收购。Faceshift此前曾与游戏工作和动画工作室进行合作,通过3D传感器实现快速准确的面部表情捕捉,并将其实时转换为动画面孔。Faceshift也在致力于开发一个面向消费者的产品,允许人们在Skype中把用户的脸部实时转换成卡通或怪物面孔。

Faceshift的技术拥有广泛的用例。例如针对FaceTime视频聊天创建实时虚拟化身,或者集成至更广泛的增强现实和虚拟现实产品中。

2.2.4 Emotient

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这家公司主要开发面部表情分析工具,于2016年纳入苹果麾下。Emotient的技术使用人工智能和机器学习来判断人类表情,广告商已经利用其技术来判断顾客对广告的情绪反应。

Emotient的潜在应用也有很多,包括更好的面部检测功能、在苹果零售商店中分析客户情绪、以及AR/VR用例。跟Faceshift一样,Emotient的技术可以用于虚拟化身创建、社交媒体用途和游戏。

2.2.5 Flyby Media

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在今年年初被苹果收购的Flyby Media是又一家增强现实公司。Flyby开发了一款可支持Tango智能手机的应用,能把文字或视频信息与现实生活中的物体联系在一起,用户只需扫描相应的物体就能查看相关信息。

例如,你可以“扫描”一个地标建筑,如旧金山的金门大桥,并写上一个附加消息。稍后访问金门大桥的人将能够使用Flyby应用扫描以查看消息。Flyby的应用可能引起了苹果的注意,因为它能够识别和理解被扫描的不同对象,苹果可以在照片和地图等应用中以不同的方式使用该技术。

3. 竞争对手

苹果在虚拟现实和增强现实领域面临着数名竞争对手,而这些竞争对手也是引起苹果对相关领域兴趣的另一个原因。这些公司已经或即将推出VR/AR产品。

3.1 Oculus Rift

Oculus Rift是最早上市的消费者版虚拟现实头显,于今年3月份正式推出,标价为599美元。Oculus Rift最初在2013年登陆Kickstarter进行众筹,自那以后便受到了人们的热切关注,让市场开始关注虚拟现实。Facebook在2014年更是以20亿美元的价格收购了该公司。

Oculus Rift的显示器采用单眼1080×1200分辨率的OLED面板,拥有90Hz刷新率,可显示出清晰的图像。Oculus虚拟现实系统包括一个游戏手柄、外部红外线追踪传感器、以及一个可选的Oculus Touch运动控制器。

Oculus Rift是第一个主流VR头显,但仍然受技术限制。这并非是一体化的设备,需要连接到搭载强大GPU的Windows电脑。在软件端,需要使用Oculus SDK专门为Oculus Rift开发软件。Oculus此前表示Rift头显并不兼容Mac电脑,因为该苹果设备的GPU并不能支持虚拟现实体验。

Oculus Rift用户目前可以观看常规的电影,360度视频,VR游戏,还有应用程序。对Facebook旗下的Oculus Rift而言,VR社交是一个重点关注的领域。

苹果是否应该采取相同的路线,开发一款专注于游戏的头显呢?如果苹果要推出一款类似于Oculus Rift的设备,他们需要升级Mac电脑的配置,为其配备一块强大的显卡。

3.2 HoloLens

在一定程度上,微软HoloLens类似于谷歌眼镜。HoloLens包括立体3D显示器、空间音频、麦克风阵列、摄像头、以及诸如加速度计、陀螺仪和磁力计这样的传感器。HoloLens运行的是Windows Holographic操作系统,允许人们通过手势、眼球运动和声音与HoloLens交互。

HoloLens结合了虚拟现实和增强现实,创建了微软所说的“全息图”,让用户可以看到和进行操作。微软已经展示了HoloLens的多个用例,包括Skype的交互版本、增强现实第一人称射击游戏、增强现实版本的《我的世界》、以及用于创建3D打印对象的3D建模应用程序和人体解剖课程。

微软HoloLens已经吸引了许多关注,因为该设备可以混合虚拟现实和增强现实,不再局限于典型的增强现实应用,同时保留了其与现实世界的交互功能。HoloLens有可能发挥出VR和AR技术的优势,苹果或许会追随微软的脚步推出类似的混合现实产品。

微软HoloLens的开发者包已于2016年3月30日发货,设备标价为3000美元,主要用途是行业应用开发。目前微软尚未公布何时会推出消费者版头显。

3.3 Cardboard(Daydream

谷歌Cardboard是一个十分简单的虚拟现实设备,支持大部分智能手机设备。由于过于简单,苹果不太可能仿效谷歌Cardboard,但苹果的确有可能专门为iPhone手机推出相应的虚拟现实外设。

谷歌Cardboard头显由低成本的组件构成,只需简单的硬纸板和镜片、以及智能手机即可创建立体3D图像。作为一个开放平台,多个公司已经使用谷歌Cardboard来构建具有3D体验和游戏的应用程序。其他功能包括摄影应用和虚拟旅游等等。

谷歌的第二代头显产品Daydream已经上市。另外,有消息称谷歌还在研发一体化虚拟现实头显,其质量可匹配Oculus Rift,同时无需任何的缆线。

3.4 PlayStaton VR

索尼的PSVR头显跟Oculus Rift接近,兼容PlayStation 4主机平台。 PSVR拥有分辨率为1920×1080、刷新率为120Hz的OLED显示屏,具有宽视场、立体3D和头部追踪功能。该产品已于今年10月份上市。

3.5 三星Gear VR

由三星与Oculus联合开发,这款移动头显支持三星Galaxy Note 5、Galaxy S6、Galaxy S6 Edge等设备。Gear VR还包括定制的传感器和宽视场,其体验要优于谷歌Cardboard。

3.6 HTC Vive

由HTC与Valve联合开发。正如Oculus Rift和Playstation VR一样,Vive主要面向游戏玩家,支持Steam平台。显示器单眼分辨率为1080 x 1200,刷新率是90Hz,使用了70多种不同的传感器。借助两个特别的基站,该系统可以提供房间尺度VR体验。

4. AR/VR专利

在苹果已经申请的专利中,至少有3个与虚拟现实头显直接相关,而且苹果在数年前就已经提交了申请。虽然现在的技术应该已经超越了当时的研究,但我们仍然可以概览苹果在过去所探索的概念想法。

这个在2008年申请的专利涉及一种相当基本的“个人显示系统”,其设计目的是模仿影院中的观影体验。

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第二个专利被称为“Head Mounted Display System”,搭载了“激光引擎”。该系统可以把图像投影到佩戴在眼睛上的透明玻璃显示器上。在该配置中,头显会连接到诸如iPod这样的手持式视频播放器以提供处理能力。

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第三个专利最初于2008年申请,提出了跟上述专利类似的设计。该系统包括一个护目镜式视频头显,旨在让用户观看电影和其他内容。文件概述了与用户眼睛对齐的两个可调光学模块,可提供视觉校正并用于观看3D内容。苹果表示该系统主要用于提供个人多媒体观看体验。

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于2008年申请的第四个专利涵盖了类似于谷歌眼镜的视频头显框架,允许用户把iPhone或iPod插入头显以观看视频。该头显被描述为增强现实产品,让用户可以观看视频或检查电子邮件,同时可以感知周围的真实世界。

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除了跟头显相关的专利外,苹果还提交过可作用于虚拟现实和增强现实的专利。比如,一个在2009年申请的专利,其描述了一个配备有摄像头的3D显示器,会基于用户的相对位置改变视角。

这样的显示器可以检查头部运动,这样用户可以转动头部通过不同的角度来查看3D图像,同时还会包括用户周围环境的元素。

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2010年和2012年申请的专利描述了运动传感器的用例,通过增强现实技术为iOS设备创建3D界面。苹果在文件中将其描述为“虚拟房间”,可通过内置传感器或手势进行导航操作。

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在2011年,苹果申请了一项跟AR地图专利。通过iPhone手机的摄像头,用户可以查看周围区域的具体信息,以及相应的距离。

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5. 上市日期

苹果的“智能眼镜”和虚拟现实头显(假如属实)目前仍处于原型开发阶段,所以离真正的产品发售可能还有数年的时间。但值得注意的是,苹果的原型设备并不一定会转变为真实的产品,所以如果该公司认为产品不具备市场效益,那么他们可能不会推出相应的虚拟现实和增强现实系统,又或者只是简单地实施该技术。

传闻称,如果一切进展顺利,苹果的“智能眼镜”最早会在2018年与大家见面。

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