在參與了美國二戰(zhàn)期間包括曼哈頓計劃在內(nèi)的一系列科學(xué)研究之后，工程師Vannevar Bush把研究重點轉(zhuǎn)向了一種反戰(zhàn)主義的科學(xué)儀器上。

　　在1945年7月出版的《大西洋月刊》上，Vannevar Bush描繪了他的一個構(gòu)想——一部可連接在普通眼鏡上的頭戴式照相機，可記錄評論、照片以及科學(xué)實驗數(shù)據(jù)。他這樣寫道：「想象一下未來實驗室里的研究者，他的雙手是自由的，他是不被束縛的……他(研究員)的照相機比核桃還要小，附在普通眼鏡……這遠非是普通的構(gòu)想」，在許多層面上，Vannevar Bush的構(gòu)想都是如今這些AR設(shè)備的先驅(qū)。

　　幾十年來，我們不斷地發(fā)展AR技術(shù)來強化物理世界——每一次技術(shù)迭代都承諾要將物理世界變成一個虛擬世界的計算接口，但也只有在過去的幾年里，我們的頭戴設(shè)備才變得不那么碩大、笨重和昂貴，圖像疊加技術(shù)也逐漸發(fā)展，不再局限在細細的線條內(nèi)。

　　早在20世紀90年代，AR就被用來描述為電子設(shè)備輻射到物理世界的任何技術(shù)。它與VR不同之處在于，VR靠投影在你眼前屏幕上的立體三維來進行模擬，而AR是直接在環(huán)境中進行全息投影。 1990年，波音公司的裝配工在組裝波音777飛機的電線時就佩戴了一種可以直接疊加飛機機體的顯示儀，這樣可以節(jié)約組裝過程中前后來回看的時間。1993年，現(xiàn)為喬治亞理工學(xué)院教授的Thad Starner制造了可搜索和錄制信息的程序設(shè)備，成為該技術(shù)在流行和廣泛應(yīng)用前的先行者。

　　在移動計算和圖像處理技術(shù)的推動下，AR和VR都進化到可穿戴、便攜且滿足大眾需求的產(chǎn)品。六十年工程技術(shù)的不斷努力后，第一波滿足市場需求的VR產(chǎn)品決定開始角逐消費者市場：上個月，F(xiàn)acebook旗下的Oculus VR表示Oculus Rift 將于明年正式面向顧客。同樣的，HTC的Vive 和Oculus與三星聯(lián)合打造的Gear VR也將于今年底搶占市場。AR設(shè)備可能會稍微略晚一些：兩款備受矚目的AR移動設(shè)備——Microsoft的HoloLens 與 Google的Magic Leap都還沒有確切的發(fā)布時間。

　　不再是有先見之明的科學(xué)家、科幻小說家和工程師的專利產(chǎn)品，AR和VR已進入大眾生活，正在試圖干涉人類看待世界的方式。沉浸在VR中意味著你無法不撞到墻的四處走動，或者看到你正在維修的飛機全貌，因此Magic Leap和HoloLens這樣的AR設(shè)備更具備左右我們?nèi)粘Ｉ畹臐摿?，甚至還有機會取代智能手機、桌面系統(tǒng)甚至整個桌子。Starner說，一旦他看到在現(xiàn)實世界中，用操作熟練的超個性化設(shè)備能夠讓他的生產(chǎn)力和影響力得到強化，他就對虛擬現(xiàn)實失去了興趣。還有許多人也同樣從虛擬現(xiàn)實轉(zhuǎn)向增強現(xiàn)實，或者俗稱的AR。

　　斯坦福大學(xué)的電氣工程助理教授Gordon Wetzstein說：「AR真的可以無縫地集成到日常生活之中：例如溝通、工作、信息可視化、戶外游戲等等，在幾乎任何你能想出的各個領(lǐng)域……這將從根本上改變?nèi)伺c人交流的方式?！?/p>

　　目前，Magic Leap 還停留在秘密研發(fā)階段，沒有向外界公開更多細節(jié)。但是幾個親身體驗過這款產(chǎn)品的體驗者們表示，Magic Leap帶來的震撼只能用「描述宗教體驗的語句來形容」。Graeme Devine，是一位有著多年游戲設(shè)計經(jīng)驗的設(shè)計師，他表示盡管自己一開始對Magic Leap持懷疑的態(tài)度，他還是被說服去參觀了Magic Leap的辦公室。在那里，他見到了一些他以前從未認為可以實現(xiàn)的事物?！肝艺J為我是一個懂些科技并且不會輕易被震撼的人。我在Apple工作(這個公司已經(jīng)足夠令人驚奇)，但是當(dāng)我親眼目睹他們正在進行的創(chuàng)舉，我馬上就說，『我該如何參與進來?』 」

　　雖然不知道Magic Leap去年展示給了Google風(fēng)投機構(gòu)的是什么產(chǎn)品，但毫無疑問這些產(chǎn)品抓住了投資人的心，讓他們印象深刻。去年十月，Google領(lǐng)投了Magic Leap一輪5.42億美元的融資，使這家四歲的公司估值達到了20億美元。Magic Leap的創(chuàng)始人和CEO，Rony Abovitz，在Reddit上公開宣稱：「我相信人們會非常喜歡這種新型的計算設(shè)備(能力)，它絕不會比他們理想中的移動設(shè)備差。」

　　Magic Leap網(wǎng)站上發(fā)布的圖片彰顯了他們的勃勃野心：一只小小的大象在一個人的手掌中嬉戲;孩子們?yōu)榻淌抑袘腋〉暮ｑR歡呼鼓掌;飛龍振翅越過紫色的天空。一篇特別的專利說明展現(xiàn)出Magic Leap的愿景：他們要將全世界變成一塊觸屏——同時又不需要屏幕存在。(就像他們正在申請的商標(biāo)上的那句口號：「世界就是你的新銀幕」)

　　微軟已經(jīng)暗示了AR設(shè)備的多種潛在功能，在4月份的開發(fā)者大會上，微軟首次推出的應(yīng)用包括教育、工作場所、手術(shù)室、實驗室等。凱斯西儲大學(xué)(Case Western University)的研究者們與微軟合作，試圖變革醫(yī)療教育和健康管理。例如，借助于HoloLens，它能夠展示出一個全3D的還在供血的心臟模型，你還可以對它進行旋轉(zhuǎn)，這將為有經(jīng)驗的外科醫(yī)生和醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生提供重要的可視化線索。

　　在另一個令人激動的演示中，微軟展示了HoloLens如何能使用火星車所收集的信息，讓你感覺自己站在這個紅色星球上。NASA計劃今年夏天使用這個技術(shù)來控制他們的火星車。利用這個裝置的手勢命令，NASA的科學(xué)家還將能夠相互協(xié)作。

　　無論是創(chuàng)業(yè)新貴Magic Leap，還是老牌巨人微軟，他們所描述的一切，都像魔法一樣，這真的可能成為現(xiàn)實嗎?考慮到商業(yè)競爭和工業(yè)間諜，微軟和Magic Leap對硬件細節(jié)嚴格保密，但是專利和商標(biāo)文件顯示，Magic Leap的技術(shù)是直接將光線投射到視網(wǎng)膜，產(chǎn)生的圖像和你平時所看到的一樣。Wetzstein解釋道：這種方式能欺騙大腦，讓它無法分辨光線是來自外界，還是來自于Magic Leap的微型光纖投影器。這樣密集的光場顯示，允許眼睛可以感知到不同距離的物體——創(chuàng)造出景深的感覺，使眼睛能聚焦在虛擬的物體上，就如同它們真的存在于現(xiàn)實世界中一樣。與Google眼鏡所形成的懸浮平面畫面不同，Magic Leap的虛擬物體直接投射到周遭環(huán)境，所以看上去非常真實。

　　微軟還沒有確切的說明HoloLens如何將光照入人的眼睛，但Wetzstein發(fā)表的一些關(guān)于近眼顯示的論文，披露了可以通過多種方法創(chuàng)造出與Magic Leap相似的光學(xué)效果。微軟發(fā)布的技術(shù)說明稱，HoloLens使用計算機傳感器從現(xiàn)實世界采取即時數(shù)據(jù)，以確保其全息圖象能準(zhǔn)確融入周圍的現(xiàn)實環(huán)境，一個定制的全息處理單元(HPU)負責(zé)以足夠快地速度來獲取并處理這些數(shù)據(jù)，從而避免視覺延遲。另外，除了上述的全息圖像，這一設(shè)備還采用了雙耳音頻，即兩耳能聽到不同的聲音，或是說 「空間的聲音，」。換句話說，你聽到的聲音和聲源與你雙耳的相對位置有關(guān)。這樣，你會真的能夠聽到巨龍朝你俯沖而來，怒吼聲灌滿你的右耳。

　　但在這些可能發(fā)生之前，AR設(shè)備仍然面臨著許多障礙。其中最主要的是如何將這么多的硬件整合成一個無線的、輕便的頭戴設(shè)備，其大小和價格應(yīng)該和一副比較昂貴的太陽鏡相當(dāng)。換句話說，問題不再是是否能夠?qū)⑷⒌膱D像與現(xiàn)實完美的融合，而是以什么樣的成本，怎樣完美實現(xiàn)這個理想。

　　Wetzstein說：「我已經(jīng)試過了市場上所有類似的設(shè)備，我仍然覺得我們?nèi)沃囟肋h……如果Magic Leap可以實現(xiàn)他們所承諾的效果，那將會是一個重大的改進。然而，AR面臨著許多挑戰(zhàn)，因為設(shè)備需要尺寸小且能耗低，而且還有許多光學(xué)、電子學(xué)和視覺效果的挑戰(zhàn)。」他進一步指出，AR顯示必須以圖像的形式強有力地表現(xiàn)出「一種驚人的視覺體驗」，與此同時還要保持小型、舒適和便攜，從而讓用戶有穿戴它的欲望。

　　《麻省理工技術(shù)評論》的Rachel Metz記者曾試戴過這兩款設(shè)備，她認為Magic Leap計劃推出的目標(biāo)產(chǎn)品的成像效果不如另一個版本，但后者的尺寸要大于目標(biāo)產(chǎn)品。她表示，雖然微軟已經(jīng)在開發(fā)者大會上展示了HoloLens，公眾也能了解到其大小尺寸，但Magic Leap對于自己產(chǎn)品的大小還尚未確定。

　　普渡大學(xué)計算機圖形學(xué)助理教授David Whittinghill表達了自己的擔(dān)憂，「很多數(shù)字設(shè)備的奇跡往往被一個因素制約，那就是能耗。你如何讓電池為這些視頻記錄儀來供電?你如何做到小型化?你如何讓它移動并且將重量降到人們可以隨身攜帶的程度?」Wetzstein也指出，AR設(shè)備要想成為日常生活中的可穿戴設(shè)備，它還需要一個足夠明亮的顯示來在戶外使用。但是話又說回來，顯示越亮能耗越多。

　　此外，如何產(chǎn)生具有現(xiàn)實感的「幻象」并將他們自然地與周遭背景融為一體的難題一直存在。在頭戴設(shè)備上，任何輕微的投影錯位或時間延遲都可能讓人產(chǎn)生不適，一點小問題就會讓人對設(shè)備產(chǎn)生厭煩，而一次明顯的錯誤背景映射會讓人認為設(shè)備完全無法正常工作。計算機視覺正可以解決這些問題：頭戴設(shè)備需要知道眼睛正看向何處何物，還必須能感知周圍的真實世界，知道什么東西正在移動而什么東西保持靜止。

　　然而即使虛擬的圖像能成功地與物理世界正確對接，設(shè)備本身也達到了合適的可接受的大小，但AR的觀感可能仍比不上VR設(shè)備中更寬闊的視野。盡管Demo展示了浸入式的AR體驗，但實際上，頭盔內(nèi)的視野仍然限制在一個較小的窗口內(nèi)。參加微軟開發(fā)者大會的記者提到圖像經(jīng)常會跳出HoloLens的視野之外，而據(jù)《連線》雜志估計，這個范圍大概在40度左右。

　　有些人形容HoloLens過窄的視野顯示區(qū)域只有大約一臺電視機尺寸大小，這無疑削弱了全息影像的體驗，而另一些人則受「目光所及之處外圍區(qū)域未經(jīng)任何增強處理」導(dǎo)致的視覺斷層困擾。Verge網(wǎng)站的Adi Robertson談到他的理解：任何事物一旦移出視窗之外就消失了，所以對外圍視覺的渲染就顯得多余。Quartz網(wǎng)站的Alice Truong 稱Hololens受限的視角為「隧道視覺的AR版」。

　　在NVIDIA公司負責(zé)近眼顯示研究的David Luebke說，AR顯示普遍存在的一個嚴重問題就是有限的視角。Luebke正在和美國北卡州立大學(xué)合作一項名為「點光顯示」的項目，這種顯示擁有100度的視角，也許隧道效應(yīng)將不會成為未來AR設(shè)備的短板。但在實現(xiàn)該目標(biāo)之前，Luebke相信VR設(shè)備所具備的寬闊視角使得其更可能成為日常工作或娛樂中的利器，比如取代傳統(tǒng)立方體式的顯示器。倘若能夠在Oculus Rift所提供的完整視野下欣賞電影，誰還愿意費勁地看懸浮于眼珠子前一小塊屏幕的視頻呢?更何況萬一距離不對，播放一半的電影將會突然消失。

　　鑒于上述困境，很難出現(xiàn)一家壟斷的情形。Starner預(yù)計，相對于一家獨大，用戶們更愿意選擇全套的AR與VR設(shè)備，可以實現(xiàn)不同分辨率下觀賞需求，「比如視頻游戲更適合大視野，而對醫(yī)院的手術(shù)室、信息應(yīng)用以及個人信息管理以及其他的一些應(yīng)用，你只需要一個小視野?！?/p>

　　這些偏好表明未來的可穿戴設(shè)備需要滿足：人們必須想要穿戴它們。谷歌眼鏡的失敗擺放在HoloLens和Magic Leap面前，成為它們需要面臨的困境。早期的谷歌眼鏡使用者都因公開穿戴這個產(chǎn)品受到了指責(zé)。(有位連線雜志記者因為長期佩戴Google Glass而被朋友稱為「眼鏡混蛋Glassholes」——譯者注)

　　Magic Leap如果想要得到大規(guī)模應(yīng)用，它不僅要像蘋果手機那樣吸引所有人的眼球，更要對那些沒有穿戴這個設(shè)備的人完全無害?！溉绻阋驗閯e人異樣的眼光而不在公共場合穿戴谷歌眼鏡，那誰又會在意它是否對你有害呢?」明尼蘇達大學(xué)運動機能學(xué)的一位研究近眼設(shè)備運動傷害的教授Thomas Stoffrengen做出這樣的評論，「AR可以減少這些問題，但這是否仍然會是一個社會問題，我們將拭目以待?！?/p>

　　微軟公司首先想到的是推出一臺不用長時間穿戴的設(shè)備——它將為專業(yè)研究提供便利——這也就有可能使這臺設(shè)備比Magic Leap更加受歡迎。加州大學(xué)的一位專門研究早期可移動AR設(shè)備的研究人員Tobias H?llerer教授預(yù)測道「這些即將上市的設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)^為狹窄」——這也就意味著它們可能僅將用于處理那些智能手機不能完成的任務(wù)。

　　一些細分的商業(yè)市場——建筑師展示藍圖，游客參觀古遺址，水管工建議維修——本身不會大規(guī)模使用，但他們至少會使社會有效開拓消費者的專業(yè)和個性化使用。

　　也許最有效的說明大眾是否能接受頭戴式設(shè)備的測試是Starner，他穿帶個人計算機系統(tǒng)來改善生活的時間比任何人都長。1993年，Starner首次把笨重的個人電腦設(shè)備裝在一個肩袋里，一位計算機科學(xué)家問他為什么想要一個移動電腦。Starner說,當(dāng)他現(xiàn)今穿著更另類時尚的頭戴設(shè)備時，人們會把他拉到一邊問:「這是什么?我能試一試嗎?我能買它嗎?」當(dāng)然，計算機和它們的科學(xué)家們，走過了很長路。

　　Vannevar Bush預(yù)測，半個世紀之后，可能真的「世界已經(jīng)到達一個設(shè)備具有超高可靠性并且便宜而又復(fù)雜的時代，這些東西一定會到來。」