都有头戴式设备 VR、AR效果各不同

2021年元宇宙概念将XR引入主流文化创想之中。XR（扩展现实）是VR（虚拟现实）、AR（增强现实）和MR（混合现实）等沉浸式交互技术的总称。从个人用户体验来说，这些XR设备可以带来怎样不同的体验呢？

●VR眼镜可“分体”可“一体”

VR（虚拟现实）是利用计算机技术生成的一种模拟环境，主要通过视觉、声场、触觉、感知交互等关键技术实现，可制造强烈的“沉浸感”与“临场感”。

市场上的VR产品主要以头戴形式实现，具体分为手机盒子、分体式眼镜和一体机三大类。通过这些设备人们可以实现沉浸式体验虚拟的游戏世界、运动场景以及电影世界等。目前，索尼旗下为PlayStation配置的VR智能眼镜、国内VR“新星”PICO一体机等都属于此类产品。

VR产品中“入门级”的手机盒子依靠手机作为运算和显示的载体，VR眼镜本身只提供凸透镜，显示效果的好坏完全取决于眼镜里插入的手机屏幕分辨率、处理器速度、传感器精度。

分体式VR眼镜属于VR眼镜里的高端存在，为了达到极优秀的显示效果，它们需要连接PC或游戏机终端，使用PC或终端的CPU和显卡来进行运算。但头盔显示器的连线在一定程度上阻碍用户的自由移动。

VR一体机则是自带显示器、陀螺仪、计算模块的机型，它不需要额外插入手机就可以运行，兼顾良好的性能体验和自由便携优势。

●AR设备可裸眼可头戴

与VR的实现方式不同，AR（增强现实）则是将虚拟信息叠加到现实场景实现现实增强的技术，主要通过透视光学、跟踪注册、虚实融合、人机交互等关键技术实现。与VR相比，更加强调“现实感”与“增强感”。

AR的实现既有类似的头戴方式，也包括直接将虚拟信息投射到现实场景中，并可以与人产生交互，实现裸眼增强现实。AR依据呈现的方式不同，产品分为手持式、全息投影、单/双目眼镜、插入式和隐形式多种类型。其中，手持式和全息投影不需头戴设备，分别通过手机/平板、投影仪等设备实现。

具体到产品来看，单目式AR眼镜和手持式AR技术相对简单，例如用于运动健康领域的单目设备，可以为骑行和跑步爱好者提供简单的导航信息等数据。

AR全息投影是将3D模型和动画投射到全息材质上，并实现虚拟信息与现实的实时交互，AR-HUD作为其典型的应用已成为车载智能显示的重要方向。插入式AR目前产品较少，使用的前提是在手机上下载好应用后插入头显中。AR隐形眼镜可能主要应用于不适合佩戴框架眼镜的场景，目前还在研发中。

双目式AR眼镜支持3D立体图像显示，并能够应用于所有可能的场景，同时兼顾外观属性，被认为是最有可能成为驱动消费者市场发展的设备类型。目前市场上针对个人用户的AR眼镜产品，可用于第一视角拍摄，在记录日常生活时完全解放双手，混合变焦功能在观看比赛时可以随时“拉近”镜头，感受“裁判视野”，此外还有动植物识别、实时翻译等功能。

MR（混合现实）是将真实场景和虚拟场景非常自然地融合在一起的技术，真实场景信息通过镜片透视获取与AR一致，虚实之间可以发生包括遮挡、碰撞等更加真实感的实时交互，以增强用户体验的真实感，其虚拟场景的显示效果与VR类似逼真，接近真实场景不易辨别。

技术进步解决VR“眩晕感”AR眼镜更接近于普通眼镜

《2022年XR产业投资报告》显示，XR（VR、AR、MR）技术和产品经过多轮升级迭代，生态完善，产业正迈向成熟期。2021年，XR行业获得了急速发展，Facebook母公司Meta推出的Quest2累计热销1000万台推动，Steam、Vive Port、Oculus PC、SideQuest等VR主流内容平台应用数量超1.7万款，逐渐开启“硬件-内容-硬件”的正向循环。同时，企业级AR用例数量及潜在用户群数量不断增加，消费级AR产品不断涌现，元宇宙概念将XR引入主流文化创想之中。2022年XR行业的投资和并购持续升温。

针对目前市场上的VR产品，消费者普遍反应还存在长时间佩戴会有产生“眩晕”的直观感受，AR在光学、性能层面还有优化空间，需在系统、计算能力与产品重量之间综合衡量。

但从技术和行业发展角度来看，随着光学器件和感知交互的技术进步，硬件层面问题逐渐得到改善。解决“眩晕感”贯穿VR技术演进始终，光学器件、显示屏幕及感知交互技术水平对终端体验感起到决定性影响。

近年来，随着技术进步，光学器件逐渐走向超薄化，显示屏幕高分辨率、高刷新率和低延时成为当前主流配置方案；感知交互方面，头部追踪技术基本成熟，结合眼动追踪的可变焦显示大幅缓解了VR的眩晕感，硬件层面问题逐渐得到改善。

同时，硬件技术门槛逐渐降低，内容资源成为行业发展的核心驱动力。VR技术逐渐升级赋能内容创作方面，增加了空间移动、手势交互、语音输入等内容交互上的创新，给内容创作带来更丰富的想象空间。

同时，在AR光学中，被视为最终解决方案的光波导技术也得到快速发展，2023年上半年，有多款搭配光波导模组的消费级AR眼镜发布，呈现出逐步取代自由曲面(包括Birdbath)的趋势。与自由曲面技术相比，光波导重量轻、体积小、透光率高，使AR眼镜更接近于普通人佩戴的眼镜。

此外，传感技术方面，眼动追踪、表情捕捉技术、头部及肢体动作捕捉等技术进入应用阶段。建模技术走向成熟，带动图像引擎和渲染算法优化发展。交互技术方面，视觉、触觉、听觉、动作等多感官多通道交互技术发展迅速，六自由度基本普及，多人协同交互开始应用。

国内产品抢占市场 各地发布政策“布局”元宇宙

值得注意的是，虽然2022年全球范围内的VR出货量出现了小幅下滑，但在中国的销量却实现了翻倍。据外媒报道，字节跳动旗下Pico正在抢占更多Meta的份额，其研发的Pico 4头显不仅在欧亚市场吸引了众多消费者，还打入了Meta过去没有进入的一些海外市场，当前Pico的市场份额增长了两倍多，达到15%左右。

AR方面，研究机构数据显示，2022年全年AR出货量合计42万台，较2021年增长50%，主要增长贡献来自于B端市场AR出货量稳中有升，消费级AR眼镜出货大幅增长，包括国内的Nreal、Rokid、雷鸟、影目、米家蜂巢、Dream Glass、亮亮视野、联想、李未可等，合计贡献了2022年全球AR眼镜销量的50%。

同时，国内，2022年各地以元宇宙为牵引，纷纷推出了XR相关政策。北京、上海、河南、厦门、武汉等地相继发布政策推动元宇宙产业的发展；山东省和青岛市发布虚拟现实相关政策，进一步夯实现有基础、培育新高地；河南、云南等省市将虚拟现实作为数字经济重要领域进行培育；山西、江西等着力推动虚拟现实在各个行业的应用。2023年，浙江、苏州、成都、重庆等多地出台XR专项政策，以期推动XR技术创新、产业发展和生态构建，前瞻布局未来发展新赛道。

虚实融合“智造”新形态 更多应用场景已被“解锁”

值得关注的是，除了个人用户，XR技术正加速赋能千行百业，新技术、新场景、新模式、新业态层出不穷。

工业制造领域，XR技术成为新一代生产力工具，大量应用在研发设计、生产优化、设备运维、产品测试、技能培训、跨国跨地域协同等环节，呈现出虚实融合的智能制造新形态。医疗领域，XR技术在医学成像、手术辅助、医学教育、远程医疗、康复训练、药物研发等方面彰显价值。

例如，在医学影像方面，借助全息、虚拟现实显示的影像数据，可以全面观察病灶细节、深度挖掘影像信息，有助于医生削减读片时间，降低误诊率。在手术方面，通过XR技术可提高外科手术效率，如全息影像技术可全息显示效果，全貌显示弥补微创手术视野受限等问题，减少术中风险，降低术后并发症。

文化领域，沉浸式的新交互模式出现在北京冬奥会、春晚舞台等各类场景中，全息显示、数字虚拟人等新技术让人目不暇接。

在教育领域，打破空间阻隔为线下教育与线上教育带来革新。教育元宇宙可以实现云端智慧教育的统合，教师和学生以数字身份参与课堂，在虚拟教学场所中进行互动。

文/北京青年报记者 陈斯
编辑/韩世容