什么是元宇宙，AR/VR和它又是什么关系呢？

最近苹果公司的Vision pro上市预售掀起了一波潮流，元宇宙的概念又火了。那么什么是元宇宙，AR/VR和它又是什么关系呢？

“元宇宙”的概念是1992年美国小说家尼奥·斯蒂文森在他的科幻小说《雪崩》中提出的概念，书中的人们在网络世界中都有一个分身，这个由分身组成的世界就是“元宇宙”。正如2018年上映的电影《头号玩家》中所描述的，全世界的玩家通过戴上一副特殊的眼镜就进入了一款虚拟游戏，在里面可以体验不一样的人生和经历。这副特殊的眼镜就是通过虚拟现实技术来实现的。

什么是虚拟现实技术？

通常我们所说的虚拟现实技术，包含了AR、VR、MR等技术。AR是Augmented Reality的缩写，即增强现实，它是将虚拟信息或计算机生成的图像叠加在我们看到的现实场景中，以达到对现实场景的增强效果。比如汽车驾驶中的抬头显示技术（HUD），可以为人们在驾驶中实时提供车速、导航等实用的信息，大大地提升了驾驶体验和安全性。

AR技术进入公众视野最早的产品是2012年4月谷歌发布的一款叫Google glass的单目显示眼镜。它可以为使用者提供简单的信息和图像提示，自带一枚摄像头，并且可以和手机进行互连，带有一些简单的app。开发版售价为1500美元。从那时起，各类公司和机构开始了对AR产品和显示技术的研究，所以Google glass发布那年可称为AR元年。

VR是Virtual Reality的缩写，即为虚拟现实，它是通过计算机模拟技术，为用户提供一种完全虚拟三维环境，虚拟环境里面的一切看起来像真的，听起来像真的，给人带来沉浸式的体验，让用户有一种置身于真实世界的感觉。VR技术最早被用来训练飞行员，配合几个维度的运动座椅，可以非常逼真的模拟飞行中的各种场景，大大降低了培养飞行员的成本以及飞行风险。

早在2012年，帕尔默·洛基启动Oculus Rift众筹项目，开发一款真正意义上具备商业应用价值的VR眼镜。后来2014年Facebook斥资20亿美元收购了Oculus Rift项目，标志着众多IT界巨头开始进军虚拟现实这个领域。2014年-2016年期间，Sony PlayStation、三星、HTC以及Facebook (Meta)相继推出了各自的首款VR眼镜，标志着VR元年的到来。

除了我们熟知的AR和VR两个技术外，行业内还有MR和XR的说法。MR是Mixed Reality的缩写，即混合现实。我们可以理解为上述AR和VR技术的融合，它把虚拟生成的数字对象完美地融合到现实环境里，让人毫无违和感，并且用户可以和数字对象实时交互操作。Vision Pro就是非常典型的MR产品，用户既可以看到真实的外界环境，也可以在空中生成不同的app空间，分别显示不同的虚拟内容，并且可以通过手势对虚拟内容进行操作。

实际上，AR/VR/MR等各种形式的虚拟现实技术的边界越来越模糊，扩展现实技术XR（Extended Reality），可以理解为上述几种技术的统称。XR技术的核心由三部分组成，即：显示技术、感知和交互技术、3D运算处理技术。

XR的显示技术根据光学原理的不同，主要分为波导显示技术、传统透镜类显示技术、pancake折叠式显示技术。波导显示技术又可以细分为反射波导、表面浮雕光栅波导和全息体光栅波导等技术。感知和交互技术主要涉及各类成像摄像、红外摄像、眼球追踪摄像、手势识别，3D结构光技术等。3D运算处理技术主要涉及到对获取的现实环境信息通过计算机系统进行数字化建模，并把生成的虚拟对象如何实时动态地展现在显示环境中。