本文首發於公眾號：計算機視覺life。原文連結：AR VR MR 到底有啥區別？

介紹關於AR（Augmented Reality，增強現實）的一系列內容，我們很有必要對它的幾個孿生兄妹：VR（Virtual Reality，虛擬現實）、MR（Mixed Reality，混合現實）也做一個介紹。它們都聽起來差不多，那麼到底它們之間有啥區別呢？

虛擬現實 (VR)

先來說說VR，因為VR最容易理解。簡單的來說，VR就是把完全虛擬的世界通過各種各樣的頭戴顯示器（如下圖所示）呈現給使用者，一般是全封閉的，給人一種沉浸感。所以說，在VR的世界裡所有的東西都是虛擬的、假的。

最多的應用場景就是遊戲，我們在各大展覽上看到的帶上頭盔顯示器張牙舞爪的玩遊戲的都是VR。本文不多贅述。

增強現實 (AR)

顧名思義，就是對真實世界進行增強，這裡的「增強」其實是Augment的翻譯，其實我覺得翻譯為「擴充套件」更合適，因為AR其實是對真實世界的更多維度的擴充套件，只不過大家都約定俗成的翻譯為「增強」，我們還是沿用增強現實的稱謂吧。這裡的增強是指通過顯示螢幕把虛擬世界疊加到真實世界中去。AR按照原理不同可以分為如下幾類：

1、基於標記的增強現實

這裡的標記一般使用提前定義好的圖案，通過手機、平板電腦的攝像頭進行識別，識別後會自動觸發(預設好的)虛擬的物體在螢幕上呈現。最早的圖案一般都選擇二維碼來觸發AR，因為二維碼識別技術非常成熟，簡單方便、識別速度快、成功率很高。此外，二維碼圖案還可以方便的計算鏡頭位置和方向，實際使用中為了顯示效果，一般會將二維碼內容進行覆蓋。如下圖所示

不過，現在商業應用不會使用視覺體驗較差二維碼標記，基本都是基於特定標記影象的增強現實，支付寶的AR實景紅包就是這個原理。下圖是使用特定圖片作為標記的AR展示。

2、基於地理位置服務（LBS）的增強現實

基於LBS的增強現實一般使用嵌入在手機等智慧裝置中的GPS、電子羅盤、加速度計等感測器來提供位置資料。它最常用於地圖類應用，比如你開啟手機應用開啟攝像頭對著街道拍照，螢幕上可以顯示附近的商家名稱、評價等資訊。如下圖所示。也可以用來進行實景導航等。

3、基於投影的增強現實

基於投影的增強現實直接將資訊投影到真實物體的表面來呈現資訊。舉個栗子，比如將手機的撥號鍵投影到手上，實現隔空打電話。

還有就是用於汽車前擋風玻璃的HUD（Head-up Display），可以直接將汽車行駛的速度、油耗、發動機轉速、導航等資訊直接投影到前擋風玻璃，而不需要低頭去看儀表或者手機（這在高速駕駛時非常危險），幫助司機更便捷、全面的感知車況路況，提高駕駛安全性。

4、基於場景理解的增強現實

這是目前使用的最廣的，也是最有前景的AR展現形式。其中物體識別和場景理解起著至關重要的作用，直接關係到最終呈現效果的真實感。最有名的就是2016年日本任天堂公司推出的Pokemon Go手遊，就是使用的AR技術。玩家可以通過手機螢幕在現實環境裡發現精靈，然後進行捕捉或者戰鬥。比如你面前是一片真實的草地，但透過手機螢幕，你能看見一隻小精靈在草地上；把手機移開，其實只有草地，這就是增強現實，把虛擬的物體通過手機螢幕疊加到現實世界裡。

但是不得不說，Pokemon Go的AR效果其實很差。螢幕顯示的精靈很多都是漂浮在現實物體之上的，給人一種非常假的感覺。不過隨著AR技術在硬體（深度相機，高效能處理器）和演算法（VSLAM演算法）方面的發展，目前AR技術在三維場景感知理解方面已經做的非常逼真了。下面是某AR應用的使用場景，大家可以感受一下。

混合現實 (MR)

最後重點介紹一下MR，這是一個相對比較新的概念。前面說過，AR是把虛擬的東西疊加到真實世界，而MR則是把真實的東西疊加到虛擬世界裡。聽起來好像是差不多，反正都是把現實和虛擬互相疊加，但其實差別大了，因為把虛擬疊加到現實裡比較容易，只需要用計算機生成好虛擬的物體，然後在真實的畫面上顯示就好了。但要把現實疊加到虛擬裡，可就比較難了。因為首先得把現實的東西虛擬化。虛擬化一般使用攝像頭來掃描物體進行三維重建，我們都知道攝像頭拍攝的畫面其實是二維的，也就是畫面是扁平的，丟失了深度資訊，所以沒有立體感，因此需要通過演算法把攝像頭拍攝的二維的視訊進行三維重建，生成虛擬的三維物體，我們稱之為真實物體的虛擬化。MR和AR最大的不同就是可以把虛擬化的效果呈現給多人，實現多人互動。

上面說了這麼多，有些讀者可能感覺還是太理論了，整個人都濛濛噠。我給你舉幾個例子就比較好理解了。

比如電器故障維修，我們普通消費者在使用電器方面遇到了故障，傳統的方法是打售後電話，消費者把電器送到售後維修點或者廠家提供專門的售後上門服務，這一來一回通常需要很多天，而故障很可能就是一個非常簡單的小問題，消費者自己就能搞定。如果有了MR技術，消費者只要戴上MR裝置，裝置上的攝像頭將電路板拍成三維的虛擬影象同步給廠商的售後，售後人員看到的就是非常真實的現場情況，他在判斷出問題後能直接給出修理建議，而且能在三維的虛擬實體上把每一步都指點出來，消費者只要照著做就行了。

此外，MR在教育培訓領域也大有用武之地。目前大部分培訓還是採用語言文字講述或者二維圖片的形式，非常不直觀，各種名詞術語很難和真實物體建立聯絡。如果有了MR技術，培訓老師和學員可以處於不同的地方，一起戴上MR裝置，眼前就可以呈現相同的三維成像畫面，老師在虛擬的三維世界裡操作後，學生照做就行了，跟真實世界中的操作基本沒有區別。而且還能放大區域性，培訓效率肯定槓槓滴。

還有就是裝修設計領域。比如我們要開一家服裝店，以前只能在裝修結束後才能看到裝修後的效果。這就有很大的問題，如果某個設計環節出了問題想要重新調整就要付出不少代價。有了MR，店主可以即時看到裝修好的效果，並且可以分享給設計師或者朋友一起討論交流，想想就令人興奮。

此外，MR還可以在醫學、工業製造等領域發揮很大的價值。

以上就是我對於VR,AR,MR的理解，上述介紹可能有不太嚴謹之處，歡迎指正。另外，你覺得哪個技術能夠最快普及到大眾？還有哪些應用領域？歡迎留言討論。