1966年:第一臺(tái)AR設(shè)備
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)之父薩瑟蘭(IvanSutherland)開發(fā)出了第一套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),是人類實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)AR設(shè)備,被命名為達(dá)摩克利斯之劍(SwordofDamocles),同時(shí)也是第一套虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)使用一個(gè)光學(xué)透視頭戴式顯示器,同時(shí)配有兩個(gè)6度追蹤儀,一個(gè)是機(jī)械式,另一個(gè)是超聲波式,頭戴式顯示器由其中之一進(jìn)行追蹤。受制于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)的處理能力,這套系統(tǒng)將顯示設(shè)備放置在用戶頭頂?shù)奶旎ò澹⑼ㄟ^連接桿和頭戴設(shè)備相連,能夠?qū)⒑?jiǎn)單線框圖轉(zhuǎn)換為3D效果的圖像。
為什么要掉在天花板然后在戴到頭上,因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)技術(shù)并不發(fā)達(dá),做出來的頭戴顯示器顯得非常的笨重,如果直接佩戴會(huì)因?yàn)橹亓繉?dǎo)致使用者斷頸身亡,所以從頭頂懸掛下來可以承受一定的重量。從某種程度上講,薩瑟蘭發(fā)明的這個(gè)AR頭盔和現(xiàn)在的一些AR產(chǎn)品有著驚人的相似之處。當(dāng)時(shí)的AR頭盔除了無法實(shí)現(xiàn)娛樂功能以外,其他技術(shù)原理和現(xiàn)在的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔沒有什么本質(zhì)區(qū)別。雖然這款產(chǎn)品被業(yè)界認(rèn)為是虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)發(fā)展歷程中里程碑式的作品,不過在當(dāng)時(shí)除了得到大量科幻迷的熱捧外,并沒有引起很大轟動(dòng)。笨重的外表和粗糙的圖像系統(tǒng)都大大限制了產(chǎn)品在普通消費(fèi)者群體里的發(fā)展。1992年:AR名稱正式誕生
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmentedreality)這一術(shù)語(yǔ)正式誕生。波音公司的研究人員湯姆(TomCaudell)和他的同事都在開發(fā)頭戴式顯示系統(tǒng),以使工程師能夠使用疊加在電路板上的數(shù)字化增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖解來組裝這個(gè)電路板上的復(fù)雜電線束。由于他們虛擬化了布線圖,因此這極大地簡(jiǎn)化了之前使用大量不靈便的印刷電路板的系統(tǒng)。
TomCaudell和DavidMizell在論文《Augmentedreality:anapplicationofheads-updisplaytechnologytomanualmanufacturingprocesses》中首次使用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AugmentedReality)這個(gè)詞,用來描述將計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)的元素覆蓋在真實(shí)世界上這一技術(shù)。Caudell和Mizell討論了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)的優(yōu)點(diǎn),例如因?yàn)樾枰?jì)算機(jī)呈現(xiàn)的元素相對(duì)較少,因此對(duì)處理能力的要求也較低。同時(shí)他們也知道為了使得虛擬世界和真實(shí)世界更好地結(jié)合,對(duì)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的定位(registration)技術(shù)的要求在不斷增強(qiáng)。同年,兩個(gè)早期的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)原型系統(tǒng):VirtualFixtures虛擬幫助系統(tǒng)和KARMA機(jī)械師修理幫助系統(tǒng),由美國(guó)空軍的路易斯羅森伯格(LouisRosenberg)和哥倫比亞大學(xué)的S.Feiner等人分別提出。路易斯羅森伯格在美國(guó)空軍的阿姆斯特朗實(shí)驗(yàn)室中,開發(fā)出了VirtualFixtures。這個(gè)設(shè)備的功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的遠(yuǎn)程操作。而隨后羅森博格將研究方向轉(zhuǎn)向了AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),包括如何將虛擬圖像疊加至用戶的真實(shí)世界畫面中等各項(xiàng)研究,這也是當(dāng)代增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)技術(shù)討論的熱點(diǎn)。從這時(shí)開始,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展道路便分離開了。KARMA的全稱是基于知識(shí)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)維修助手(Knowledge-basedAugmentedRealityforMaintenanceAssistance),是哥倫比亞大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形和交互實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的一個(gè)AR協(xié)助維修設(shè)備的系統(tǒng)。他們使用HMD來輔助維修一臺(tái)激光打印機(jī)。在上圖中可以看到一些白色的三角形,它們都是用來追蹤打印機(jī)的具體位置和方向的。上圖是通過HMD看到的圖像,用以告訴用戶如何從激光打印機(jī)中取出托盤。虛擬的實(shí)線模擬了托盤在打印機(jī)中的位置,箭頭代表托盤需要取出的方向,而虛線則表示托盤取出后的位置。1994年:AR技術(shù)的首次表演
這一年,AR技術(shù)首次在藝術(shù)上得到發(fā)揮。藝術(shù)家JulieMartin設(shè)計(jì)了一出叫賽博空間之舞(DancinginCyberspace)的表演。舞者作為現(xiàn)實(shí)存在,舞者會(huì)與投影到舞臺(tái)上的虛擬內(nèi)容進(jìn)行交互,在虛擬的環(huán)境和物體之間婆娑,這是AR概念非常到位的詮釋。這是世界上第一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)戲劇作品。
1997年:AR定義確定
RonaldAzuma發(fā)布了第一個(gè)關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的報(bào)告。在其報(bào)告中,他提出了一個(gè)已被廣泛接受的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)定義,這個(gè)定義包含三個(gè)特征:將虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合;實(shí)時(shí)互動(dòng);基于三維的配準(zhǔn)(又稱注冊(cè)、匹配或?qū)?zhǔn))。近二十年過去了,AR已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的重心和難點(diǎn)也隨之變化,但是這三個(gè)要素基本上還是AR系統(tǒng)中不可或缺的。哥倫比亞大學(xué)的SteveFeiner等人發(fā)布游覽機(jī)器(TouringMachine),這是第一個(gè)室外移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。這套系統(tǒng)包括一個(gè)帶有完整方向追蹤器的透視頭戴式顯示器;一個(gè)捆綁了電腦、DGPS和用于無線網(wǎng)絡(luò)訪問的數(shù)字無線電的背包;和一臺(tái)配有光筆和觸控界面的手持式電腦。下面右邊這幅圖,就是帶上這套設(shè)備后,參觀校園時(shí)能看到的景象。
1998年:AR第一次用于直播
當(dāng)時(shí)體育轉(zhuǎn)播圖文包裝和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)追蹤領(lǐng)域的領(lǐng)先公司Sportvision開發(fā)了1st&Ten系統(tǒng)。在實(shí)況橄欖球直播中,其首次實(shí)現(xiàn)了“第一次進(jìn)攻”黃色線在電視屏幕上的可視化。這項(xiàng)技術(shù)是針對(duì)冰球運(yùn)動(dòng)開發(fā)的,其中的藍(lán)色光暈被用以標(biāo)記冰球處于的位置,但這個(gè)應(yīng)用并沒有被普通觀眾所接受。
這個(gè)對(duì)于很少玩橄欖球的國(guó)人也許可能很難理解,其實(shí)現(xiàn)在我們每次看游泳比賽時(shí),每個(gè)泳道會(huì)顯示出選手的名字、國(guó)旗以及排名,這就是AR技術(shù)。1999年:帶來App革命的第一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)SDK
奈良先端科學(xué)技術(shù)學(xué)院(NaraInstituteofScienceandTechnology)的加藤弘一(HirokazuKato)教授和MarkBillinghurst共同開發(fā)了第一個(gè)AR開源框架:ARToolKit。ARToolkit基于GPL開原協(xié)議發(fā)布,是一個(gè)6度姿勢(shì)追蹤庫(kù),使用直角基準(zhǔn)(squarefiducials)和基于模板的方法來進(jìn)行識(shí)別。ARToolKit的出現(xiàn)使得AR技術(shù)不僅僅局限在專業(yè)的研究機(jī)構(gòu)之中,許多普通程序員也都可以利用ARToolKit開發(fā)自己的AR應(yīng)用。早期的ARToolKit可以識(shí)別和追蹤一個(gè)黑白的Marker,并在黑白的Marker上顯示3D圖像。直到今天,ARToolKit依然是最流行的AR開源框架,支持幾乎所有主流平臺(tái),并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自然特征追蹤(NatureFeatureTraking,簡(jiǎn)稱NFT)等更高級(jí)的功能。下圖展示了在一個(gè)方形的Marker上疊加一個(gè)3D模型的效果。
在2005年,ARToolKit與軟件開發(fā)工具包(SDK)相結(jié)合,可以為早期的塞班智能手機(jī)提供服務(wù)。開發(fā)者通過SDK啟用ARToolKit的視頻跟蹤功能,可以實(shí)時(shí)計(jì)算出手機(jī)攝像頭與真實(shí)環(huán)境中特定標(biāo)志之間的相對(duì)方位。這種技術(shù)被看作是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一場(chǎng)革命,目前在Andriod以及iOS設(shè)備中,ARToolKit仍有應(yīng)用。德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部在1999年啟動(dòng)了一項(xiàng)投資2100萬歐元的工業(yè)AR項(xiàng)目,名為ARVIKA((AugmentedRealityforDevelopment,Production,andServicing)。來自工業(yè)和學(xué)術(shù)界的20多個(gè)研究小組致力于開發(fā)用于工業(yè)應(yīng)用的AR系統(tǒng)。該計(jì)劃提高了全球在專業(yè)領(lǐng)域中對(duì)AR的認(rèn)識(shí),也催生了許多類似的計(jì)劃。這是AR首次大規(guī)模服務(wù)于工業(yè)生產(chǎn)?NASA(美國(guó)航空航天局)在X-38航天飛機(jī)上使用AR技術(shù)來投射地圖數(shù)據(jù),增強(qiáng)試駕的視覺感受。美國(guó)海軍開始使用戰(zhàn)場(chǎng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(BattlefieldAugmentedRealitySystem,BARS)。以后當(dāng)美國(guó)大兵遇上ISIS恐怖分子,恐怖分子看見的是一個(gè)鋼鐵俠,美國(guó)大兵看見的是一條血槽。2000年:第一款A(yù)R游戲
BruceThomas等人發(fā)布AR-Quake,是流行電腦游戲Quake(雷神之錘)的擴(kuò)展。ARQuake是一個(gè)基于6DOF追蹤系統(tǒng)的第一人稱應(yīng)用,這個(gè)追蹤系統(tǒng)使用了GPS,數(shù)字羅盤和基于標(biāo)記(fiducialmakers)的視覺追蹤系統(tǒng)。使用者背著一個(gè)可穿戴式電腦的背包,一臺(tái)HMD和一個(gè)只有兩個(gè)按鈕的輸入器。這款游戲在室內(nèi)或室外都能進(jìn)行,一般游戲中的鼠標(biāo)和鍵盤操作由使用者在實(shí)際環(huán)境中的活動(dòng)和簡(jiǎn)單輸入界面代替。下面這幅圖演示了在一個(gè)真實(shí)的停車場(chǎng)里打僵尸的場(chǎng)景:
2001:可掃萬物的AR瀏覽器
Kooper和MacIntyre開發(fā)出第一個(gè)AR瀏覽器RWWW,一個(gè)作為互聯(lián)網(wǎng)入口界面的移動(dòng)AR程序。這套系統(tǒng)起初受制于當(dāng)時(shí)笨重的AR硬件,需要一個(gè)頭戴式顯示器和一套復(fù)雜的追蹤設(shè)備。到了2008年Wikitude在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)了類似的設(shè)想。
2009年:平面媒體雜志首次應(yīng)用AR技術(shù)
當(dāng)把這一期的《Esquire》雜志的封面對(duì)準(zhǔn)筆記本的攝像頭時(shí),封面上的羅伯特唐尼就跳出來,和你聊天,并開始推廣自己即將上映的電影《大偵探福爾摩斯》。這是平面媒體第一次嘗試AR技術(shù),期望通過AR技術(shù),能夠讓更多人重新開始購(gòu)買紙媒。
2012年:谷歌AR眼鏡來了!
2012年4月,谷歌宣布該公司開發(fā)ProjectGlass增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)眼鏡項(xiàng)目。這種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的頭戴式現(xiàn)實(shí)設(shè)備將智能手機(jī)的信息投射到用戶眼前,通過該設(shè)備也可直接進(jìn)行通信。當(dāng)然,谷歌眼鏡遠(yuǎn)沒有成為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的變革,但其重燃了公眾對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的興趣。2014年4月15日,GoogleGlass正式開放網(wǎng)上訂購(gòu)。
從谷歌眼鏡在2012年橫空出世之后,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)突然又來到的大眾的面前。不過價(jià)格依然還是太高。不僅如此,谷歌眼鏡那怪異的造型以及不太舒服的佩戴感受,甚至讓用戶發(fā)明出了“Glassholes”這樣的貶義詞。2015年1月份,谷歌停止銷售第一版谷歌眼鏡,并將谷歌眼鏡項(xiàng)目從GoogleX研究實(shí)驗(yàn)室拆分至一個(gè)獨(dú)立部門。再一次,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)又一次開始沉寂。不過,2015年3月23日,谷歌執(zhí)行董事長(zhǎng)埃里克·施密特表示,谷歌會(huì)繼續(xù)開發(fā)谷歌眼鏡,因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)太重要了,以至于無法放棄。深圳市幻實(shí)科技有限公司是一家為企業(yè)和消費(fèi)者提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR解決方案的高科技公司,主要致力于AR技術(shù)的研究和應(yīng)用,公司的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR產(chǎn)品和項(xiàng)目涉及玩具、教育、影視娛樂、廣告?zhèn)髅健⒒榧啍z影、服裝、金融、旅游、展覽等行業(yè)。
幻實(shí)科技的主要服務(wù)產(chǎn)品有“掃動(dòng)APP”、《魔法百科》AR學(xué)習(xí)卡、AR棒棒涂色、AR魔方、AR地球儀、“幻實(shí)影像”、AR游戲幻實(shí)英雄、AR軟件定制等。幻實(shí)科技在2015年和騰訊《洛克王國(guó)4》合作推出AR廣告宣傳活動(dòng)。2014年:首個(gè)獲得成功的AR兒童教育玩具
Osmo是前Google員工PramodSharma和JeromeScholler創(chuàng)立的一家生產(chǎn)AR兒童益智玩具的公司。它由一個(gè)iPad配件和一個(gè)App組成。Osmo包含一個(gè)可以讓iPad垂直放置的白色底座和一個(gè)覆蓋前置攝像頭的紅色小夾子,夾子內(nèi)置的小鏡子可以把攝像頭的視角轉(zhuǎn)向iPad前方區(qū)域,并用該區(qū)域玩識(shí)字、七巧板、繪畫等游戲。
2014年5月,Osmo開始在官網(wǎng)眾籌,當(dāng)時(shí)預(yù)售價(jià)格為49美元,共計(jì)籌款200萬美元。截至2016年底,Osmo已經(jīng)被全球超過22000所學(xué)校使用,累計(jì)融資金額達(dá)到3600萬美元。2015年:現(xiàn)象級(jí)AR手游《PokémonGO》
《PokémonGO》是由任天堂公司、Pokémon公司授權(quán),Niantic負(fù)責(zé)開發(fā)和運(yùn)營(yíng)的一款AR手游。在這款AR類的寵物養(yǎng)成對(duì)戰(zhàn)游戲中,玩家捕捉現(xiàn)實(shí)世界中出現(xiàn)的寵物小精靈,進(jìn)行培養(yǎng)、交換以及戰(zhàn)斗。
市場(chǎng)研究公司AppAnnie發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲《PokémonGO》只用了63天,通過iOS和GooglePlay應(yīng)用商店在全球就賺了5億美元,成為史上賺錢速度最快的手游。《PokémonGO》日前也在蘋果發(fā)布會(huì)上宣布,《PokémonGO》下載量已超過5億次,手環(huán)PokémonGoPlus也將推出,屆時(shí)用戶不需掏出手機(jī)就能捕捉精靈。同年,微軟發(fā)布了AR頭戴顯示器Hololens,被譽(yù)為目前已發(fā)布的體驗(yàn)最好的AR設(shè)備。但是它并不便宜,目前分為兩個(gè)版本,開發(fā)版需要3000美元,商業(yè)版需要5000美元。2016年:神秘AR公司MagicLeap獲得巨額融資
MagicLeap是AR領(lǐng)域最著名的創(chuàng)業(yè)公司,在2016年獲得一輪7.935億美元的C輪融資。本輪融資由阿里巴巴領(lǐng)投,其他新投資者還包括華納兄弟、FidelityManagement&ResearchCo、摩根大通和摩根士丹利投資管理公司。此外,當(dāng)前股東Google和QualcommVentures也參與了本輪融資。
MagicLeap與Hololens最大的不同是顯示部分的區(qū)別。MagicLeap是用光纖向視網(wǎng)膜直接投射整個(gè)數(shù)字光場(chǎng)(DigitalLightfield),以此產(chǎn)生了所謂的電影級(jí)現(xiàn)實(shí)(CinematicReality)。最讓人不可思議的是,如今估值高達(dá)45億美元的MagicLeap甚至還沒有推出一款商用產(chǎn)品,所以在外界看來是一家非常神秘的AR技術(shù)公司。據(jù)悉,MagicLeap的最終的產(chǎn)品很可能是一款“頭盔式”設(shè)備,可將電腦生成的圖像投射到人眼上,最終在現(xiàn)實(shí)圖像上疊加一個(gè)虛擬圖像,就像把《黑客帝國(guó)》和《哈利·波特》結(jié)合在一起一樣。2017年:科技巨頭蘋果打造最大AR開發(fā)平臺(tái)
2017年6月6日WWDC17大會(huì)上,蘋果宣布在iOS11中帶來了全新的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)組件ARKit,該應(yīng)用適用于iPhone和iPad平臺(tái),使得iPhone一躍成為全球最大的AR平臺(tái)。從功能上來看,蘋果ARKit所展示的功能與谷歌早前推出的Tango很相似。
ARKit的“WorldTracking”使用的技術(shù)名為“visual-inertialodometry”(視覺慣性測(cè)程法)。使用iPhone和iPad的相機(jī)和動(dòng)作傳感器,ARKit能夠在環(huán)境中尋找?guī)讉€(gè)點(diǎn),然后當(dāng)你移動(dòng)手機(jī)的時(shí)候也能夠進(jìn)行保持追蹤,構(gòu)造出的虛擬物體會(huì)被釘在原處,即便你把手機(jī)移開,但當(dāng)你再次對(duì)準(zhǔn)原區(qū)域,虛擬物體仍然會(huì)在那里。此外ARKit還能夠?qū)ふ噎h(huán)境中的平面,這能夠使虛擬物體放在桌上的場(chǎng)景更加逼真。經(jīng)過實(shí)測(cè),iPhone6sPlus能夠保持60fps的穩(wěn)定刷新率,偶爾出現(xiàn)掉幀。深圳市幻實(shí)科技有限公司是一家為企業(yè)和消費(fèi)者提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR解決方案的高科技公司,主要致力于AR技術(shù)的研究和應(yīng)用,公司的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)AR產(chǎn)品和項(xiàng)目涉及玩具、教育、影視娛樂、廣告?zhèn)髅健⒒榧啍z影、服裝、金融、旅游、展覽等行業(yè)。 AR定制、AR產(chǎn)品代理、商務(wù)合作請(qǐng)聯(lián)系15361450490(同微信)。