AR发展简史

增强现实(Augmented Reality,简称AR)是一种将虚拟信息与现实世界完美叠加的人机交互技术。 随着技术的不断发展,AR现已成为众所周知的行业热点,并受到国内外巨头的追捧。 那么AR一路走来,经历了哪些鲜为人知的重要事件呢?

 

下面小编整理了一份AR发展简史,带大家了解AR从无到有的发展历程。

1901 – 第一个 AR 场景描绘出来

就像虚拟世界一样,很多新兴事物最初都来自于小说,AR也不例外。

1901年,美国作家莱曼·弗兰克·鲍姆在科幻小说《万能钥匙》中首次描述了AR应用场景。 小说写道,一个名叫罗伯特的小男孩无意中触碰了“电力万能钥匙”,从中他可以获得三件礼物,其中之一是一副神奇的眼镜。 戴上眼镜后,您会在您面前的人的额头上看到一个识别该人性格的标记。 如果你是好人,就会显示G(代表善),如果你是坏人,就会显示E(代表恶)。

可见,小说中描绘的场景就是我们现在所说的AR应用场景,不仅可以在现实中叠加虚拟信息,还可以进行迄今为止无法实现的物体识别和个性识别。

1968 – 第一个 AR 系统

1968年,计算机图形学之父伊万·萨瑟兰领导开发了一种名为“达摩克利斯之剑”的显示系统。

该系统使用光学透视头戴式显示设备。 受当时计算机处理能力的限制,显示设备只能放置在用户头顶上方的天花板上,通过连杆与头戴式设备连接。 通过显示设备可以看到叠加在现实上的立方体图形。

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来源:互联网

从技术原理上来说,这套系统所呈现的效果与如今的AR产品并没有本质上的区别。 因此,该系统通常被认为是HMD(头戴式显示器)和增强现实的原型。 值得一提的是,当时还没有增强现实的概念。

1992年——第一个AR概念被提出

1992年,波音研究人员TPCaudell和DWMizell在他们的论文“增强现实:平视显示技术在手动制造过程中的应用”中首次使用增强现实一词来描述计算机呈现的现实。 通过这项技术,元素可以叠加在现实世界上。 这也是第一次有人提出AR的概念。

1997 – AR 的第一个定义

1997年,北卡罗来纳大学教授Ronald Azuma在其论文《增强现实调查》中首次提出了被广泛接受的增强现实定义。 这个定义包含三个特点:虚拟与现实的结合、实时交互、三维增强现实。 位置。

AR定义的确定,不仅明确了AR未来的发展方向,也为其长远发展奠定了坚实的基础。

1999 – 第一个 AR 开源框架

1999年,奈良科学技术大学的加藤晃一教授主导开发了第一个AR开源框架——ARToolKit。 ARToolKit是一个用C/C++语言编写的库,可以让普通程序员轻松编写AR应用程序。 早期的 ARToolKit 可以识别和跟踪黑白标记,并在黑白标记上显示 3D 图像。 例如,通过识别黑色方形卡片,可以将山丘的 3D 图像叠加在卡片上。

由于早期的种种限制,AR还不是一项流行的技术。 ARToolKit的出现使得AR技术不仅仅局限于专业研究机构,很多普通程序员也可以使用ARToolKit来开发自己的AR应用。 此后,AR技术逐渐流行起来,出现了许多新奇有趣的AR应用。

2000年——几何光导技术

2000年,以色列公司Lumus首次提出“几何光波导”的概念,并一直致力于优化和迭代,让AR设备以眼镜的形式存在成为可能。

Lumus公司最初推出的几何光波导方案结构相对简单,仅实现一维方向的光瞳扩展。 为了进一步提升AR近眼显示设备的性能,Lumus提出了二维光瞳扩展方案,即在两个区域设置一组反射阵列,实现两个方向的光瞳扩展,最终实现了更理想的眼球运动范围。 。 由于它采用光学冷加工技术,因此在批量生产和良率方面具有天然的劣势。

2005 – 衍射光波导技术

2005年,诺基亚的Tapani Levola博士发明了用于近眼显示器的衍射光波导技术。 这对于推动AR产业的快速发展起到了关键作用。

衍射光波导利用光栅的衍射特性设计一条“光路”,让光线沿着设计的路径传播,将微投影系统发出的光线引导到人眼中。 由于其具有轻薄、大视场角、宽眼动范围、低量产成本等优势,被普遍认为是未来AR行业的主流显示技术路线。

可以说,衍射光波导技术的出现,为AR眼镜进入消费市场奠定了坚实的技术基础,进一步推动了AR产业的发展。

2012年——第一款AR眼镜

2012年,谷歌推出了首款AR眼镜——Google Glass。 它具有与智能手机相同的功能,可以通过语音控制拍照、视频通话、识别方向、上网、处理短信和电子邮件。 其主要结构包括悬挂在眼镜前方的摄像头和位于镜框右侧的宽条形计算机处理装置。 摄像头配备500万像素,可拍摄720P视频。

尽管公众对于这款AR眼镜的评价褒贬不一,但小编认为Google Glass仍然是一个里程碑。 正是因为它的出现,让更多的人了解了AR技术,为未来的发展埋下了好奇的种子。

2016年——首款风靡全球的AR手游

2016年,一款由任天堂和神奇宝贝授权、Niantic Labs开发运营的AR手游《Pokémon GO》在澳大利亚和新西兰正式上线。 全球用户第一次感受到了AR带来的独特魅力。

《Pokémon GO》是一款探索、捕捉、战斗和交换现实世界中出现的神奇宝贝的游戏。 玩家可以通过智能手机在现实世界中发现、捕捉和战斗精灵。 玩家作为精灵训练师捕捉到的精灵越多,它们就会变得越强大,从而有机会捕捉到更强大、更稀有的精灵。

游戏一经发布,便成为现象级AR手游,风景独特。 市场研究公司App Annie公布的数据显示,增强现实游戏《精灵宝可梦GO》仅用了63天,就通过iOS和Google Play应用商店在全球范围内赚取了5亿美元,成为全球收入最快的手游之一。历史。 。

2017年——第一个也是最大的AR开发平台

2017年,在WWDC17苹果全球开发者大会上,苹果推出了AR开发平台ARKit。 开发人员可以使用这套工具为 iPhone 和 iPad 创建增强现实应用程序。 基于苹果庞大的用户基础,ARKit已经成为全球最大的AR开发平台。

ARKit 提供了高级 API,具有简单的界面和一系列强大的功能。 其中包括:跟踪、场景理解、渲染等等。 通过以上功能,可以实时跟踪设备,确定设备周围环境的属性或特征,集成任意渲染程序,支持两个设备共享相同的虚拟物品,让AR体验更加丰富有趣的。

2019——首款真AR眼镜

2019年,在西班牙巴塞罗那MWC展前的发布会上,微软发布了旗下新一代增强现实设备HoloLens——HoloLens 2。小编认为,这是第一款真正的AR眼镜。 虽然外观有点笨重,但从功能和应用场景来看,已经基本满足了我们对AR的期待。

HoloLens 2采用MEMS(微机电系统)显示+衍射波导显示方案。 与上一代相比,单目显示像素分辨率提升至2K,对角线视场角提升至52°。 不仅拥有更好的外观设计,在交互方面还支持语音控制​​、眼动追踪以及对全息投影进行点击、拖动、缩放等交互操作。 这使得整个设备的交互体验更加完整流畅,能够为用户带来更加生动、真实、沉浸式的AR体验。

2021年——虚拟宇宙元年

2021年,虚拟宇宙热潮席卷全球。 很多人也将2021年定义为“元宇宙发展元年”。 对于所谓的元宇宙,目前还没有一个普遍接受的定义。 比较有代表性的定义是:“元宇宙”是一个与现实世界平行且独立于现实世界的虚拟空间。 它是一个反映现实世界的网络虚拟世界。 数字虚拟世界越来越真实。

随着虚拟宇宙概念的爆发,AR眼镜作为其沉浸式体验的入口,也受到了国内外各大科技巨头和风险投资的青睐。 可见,元宇宙的崛起加速了AR行业的发展。