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前言 

随着CES的召开和微软的HoloLens的亮相，增强现实技术（AugmentedReality，简称AR）似乎成为科技界的一个热门话题。这对于像我这样的AR开发者和爱好者来说，确实是个激动人心的好消息。（其实我一直看好AR，不然也不会裸辞了，:-)）今天就以我的微薄知识，讲讲AR的《昨天、今天和明天》，希望达到抛砖引玉的效果，也希望结识更多的朋友。

一、AR的昨天

增强现实技术在虚拟现实技术上发展起来，也被称为“混合现实”、“扩增实境”。它是通过计算机系统提供的信息提高用户对现实世界感知能力和交互体验的技术，将虚拟信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实场景的增强。
1968年，Ivan Sutherland创建了第一个增强现实系统，也是第一个虚拟现实系统。它使用一个光学****式头盔显示器，通过两个6自由度的跟踪器进行跟踪注册：一个机械式跟踪器，一个超声波跟踪器。由于当时计算机处理性能的限制，只能实时显示非常简单的线框模型。如图1-1(a)所示为系统使用情景，(b)为增强现实场景。

目前对于增强现实有两种被广泛接受的定义，一种是Paul Milgram和Fumio Kishino于1994年定义的“现实-虚拟连续体”。他们描述了从真实环境到虚拟环境的连续体。如图1-2所示，真实场景和虚拟场景分布在两端，在这两者之间接近真实环境的是增强现实，接近虚拟场景的是增强虚拟（扩增虚境），而位于中间的部分叫做混合实境。另外一种定义是1997年北卡大学的Ronald  Azuma提出的增强现实的定义。他认为增强现实技术应具有三个具体特征：三维注册、虚实融合以及实时交互。

按照ar技术的定义，需要具备三个特征：注册、虚实融合以及实时交互。

据我所知，最先出现的AR主要是基于PC的。我们实验室的师兄之前都是用ARToolkit来做开发，到我的时候才开始做移动端的AR，那大概是12年的时候。ARToolkit几乎做AR的人都会知道，识别算法稳定性比较好，但还有一些局限性，比如黑白框的标识不美观、不能被遮挡、容易受到光照影响等。虽然如此，ARToolkit开源，是很多AR开发者甚至是程序员的启蒙老师。后来随着智能手机的发展，尤其是Android系统的快速发展，AR由PC端转到移动端，出现了基于ARToolkit开发的AndAR，依然是黑白框的图片标识。

图 1-3 Marker AR

二、AR的今天

       AR技术从最开始的黑白框，发展到现在的基于一般的图片（2D Image），这其中经历的过程也是漫长的。然而基于2d图片的AR技术（我们叫做Markerless AR, 无标识AR）已经相当成熟，市面上也有很多成熟的商业应用，并且也出现了很多十分成熟并被开发者广泛使用的SDK商用和免费的产品。并且这些产品的性能和功能都十分强大。比如Qualcomm的Vuforia SDK，与手机硬件的结合非常紧密。低功耗、高性能，减少了应用在运行时的发热。同时，也利用了手机各种特性，如更好的支持手机摄像头的自动对焦功能，这是相对其他AR工具厂商得天独厚的优势。这些都是好事，使得开发者能够快速有效地开发ar应用，也能让普通人更好滴接触并接受AR技术，这些也从一定程度上促进了AR技术的发展。要我说，AR技术发展到现在这么火热的地步，和他们的贡献有莫大的关系。在某种程度上，是他们推动了AR技术的发展。

      但是AR技术目前普通使用比较多得场景是展览展示，传媒营销，互动娱乐等，例如房地产楼书、广告展示、商场大屏互动等等。这些应用都很成熟，却十分小众，粘着力很差。那么AR技术能不能像传统互联网那样，让人们离不开呢？其实据我所知，目前还没有出现成功的解决方案。有两个将AR技术与移动互联网相结合的产品，也是我有所参与的。其中一个上线，一个还没上线，但是反应都不是很好。有时候AR对一些人来说，可能就是个噱头，因为确实可以在视觉上有所冲击。有了它，可能获取更多的投资，而并没有从深层次去思考该怎么将AR技术融入移动互联网的血液。最近通过调查得到，有个专业从事AR的创业公司设计了一个商业模式，而这个模式跟那两家做AR与移动互联网结合的公司本质上是一样的，但是他成功了。就让我思考到一点，现在的AR技术其实不是问题，主要还是创意和推广营销的问题。最近教育类的产品获得成功，也证明了这一点。

基于卡牌类的AR产品，看来只能这样了，与互联网之间的交集似乎比较小。因为很多这种产品都是单机的，或者采用离线下载资源的方式。没有移动互联网的实时交互等等属性。也正是由于如此，这个方向还是一片未开垦的宝地，对于未来应该还是会有更多的可能性吧。这些都是一部分的愿景了。另外，基于LBS的AR应用，能够和互联网很好的结合，这个就不多说，也是比较容易理解的事情。

                                      图 1-6

三、AR的明天

基于2D图片的AR技术已经发展的很成熟，剩下来思考的多是应用场景的问题。为什么说是一部分的愿景呢？AR技术的未来肯定不是依靠卡牌或者图片，这样对我们的限制也会很多。未来的AR将会是什么样的？现在大家都在谈论可穿戴设备、物联网、大数据。没错，这些都是未来几年热门并有希望改变人们生活习惯的技术。未来AR技术必定要和这些技术融合。AR技术也将会改变人们的交互方式。
      借助于可穿戴设备，比如Qualcomm的Vuforia SDK，AR将真正连接云端的数据，一同出现在人们的视野中。AR技术将会像《未来生活的一天》所描述的那样，或者像《钢铁侠》电影中的场景。那时候，给人们带来的直观感受将会是：一切都悬在空中，一切都渗透到空气里。微软发布的HoloLens全息眼镜的发布，更为这些的实现，带来了无限可能。如下图所见，这就是未来AR该有的模样！

再借助于物联网，智能家居，在家中，随时随地都是屏幕，在借助大数据，随时随地都能办公和交友聊天娱乐。在厕所，不用担心手机掉厕所；在厨房，不用弯着腰看书学习炒菜；躺在床上，不用担心手拿着平板看东西会手酸，你眼前任何一片区域都可能是电脑屏幕。等等这一切，都离不开AR技术。



目前AR基本不涉及到很多数据，因为没有实时交互，目前的交互大都是模型的交互。未来AR，将不仅仅是模型的交互，更多的是数据的交互。比如建筑，医疗、教育、社交等涉及到传统行业的工作事务。或者结合大数据，将所有的事物存储，通过AR可以识别任何实物，并且获取相关信息。明天AR可能成为搜索的一种方式也未必呢！（PS：识别3D Object的AR现在也有应用，但是应用场景相当少，不多说了，有兴趣留言:-）)
    我画了一个图：简单说明一下AR与这三者之间的关系：

图 1-8 未来AR与IOT、可穿戴、大数据的关系

     通过这个图可以看出，三者未来是个三角关系，而这三角由AR技术构建。这是我对未来AR的一种设想。
     目前，很多做AR的公司，都是靠接品牌厂商的项目过活，也有赚到钱的（和政府部门做生意的除外）。而自己做产品的大多不成功，除了前面说到的，这几个月出现的少数的AR教育类的产品。所以，大部分AR公司都是不温不火的。智能眼镜未来会发展，包括国内厂家、也包括国外比如微软、甚至Google未来的眼镜2代等，这些都需要AR软件商提供软件产品，那么未来，开发AR的产品会不会像现在这么流行的手机APP开发产品这样呢？
     总之，我相信大家的选择是正确的，相信AR未来会更好！