一、概述

不晓得大家发现没有，相比前几届春晚，《2021 年春节联欢晚会》的视觉效果堪称面目一新，很多节目都能够看到新科技的货色，比方 AR、XR、电影特效技术等将事实舞台上无奈实现的成果精彩出现，融通虚拟空间与事实世界。

绝对于个别的 AR 场景，往年春晚作品在 AR 创作上更为简单、精密。而 XR 技术打造了多场景及空间转场变动，让观众有移步换景、身临其境的沉迷式体验。加之电影特效技术的使用，为电视机及电脑、手机前的观众带来一场冲破感官体验的惊喜之旅。

很多人曾经听过 AR 技术，它是一种事实加强技术。不过相比于 AR 技术，很多人或者还没有据说过 XR 技术。

简略来说，XR 是“扩大范畴（extended-range）”的缩写。将来，人类的交互方式将由 2D 交互向更具效率的 3D 交互转变。3D 视觉交互零碎则取决于虚拟现实（VR）、加强事实（AR）和混合事实（MR）的倒退，这些技术统称为“扩大事实”（XR）。

虚拟现实技术利用头戴设施模仿真实世界的 3D 互动环境；加强事实则是通过电子设备（如手机、平板、眼镜等）将各种信息和影像叠加到事实世界中；混合事实介于 VR 和 AR 之间，在虚拟世界、事实世界和用户之间，利用数字技术实现实时交互的简单环境。

二、VR\AR\XR 简介

VR

虚拟现实技术（irtual Reality 的英文翻译），其最终目标是试图通过虚构（坑骗）人类所有感官的形式，将人沉迷的带入另一个世界。试图在虚拟世界中重塑物理定律，生化个性，充分发挥人的想象力，是发明一个新世界般世界的伟大工程。其将来倒退能够用在塑造全新物理空间和互联网世界，扩大人对世界的别样体验。

虚拟现实技术有以下几个特点：

重视沉迷性

沉迷性说的就是用户在应用 VR 交互设施时，虚拟世界的代入感和设施的体验感是否让人感触到身临其境的感觉。咱们曾经在有数的影视文学作品和动漫中空想过相似的场景，如《黑客帝国》《刀剑神域》《头等玩家》中一样，与真实世界难以分清的世界，才是一个合格的虚拟现实世界。然而受限于目前基础科学的技术水平，还做不到齐全意义上的沉迷世界。

实现天然的人机交互

精神感知能力的狭窄和虚拟世界的自在浩瀚是 VR 技术以后的倒退主要矛盾之一。当初人们在摸索通过外界机械设备来模仿在虚拟世界的交互反馈来试图解决这个问题，但虚拟世界中的物体感知很难做到与真实世界雷同，但凡波及力学反馈的（如重力影响的模仿和摩擦力反馈）简直都无奈实现，根本的抓取与触摸动作都无奈实现真正的模仿。集体认为脑机接口才是将来的终极状态。因为人类只有摈弃沉重无用的精神，能力拥抱齐全意义的虚拟世界。

有限可能

虚构的世界领有着有限的可能，所以每个虚拟世界应该有本人独特的物理法则和世界观，这和咱们生存的物理世界是不一样的。在真实世界中，发现与利用迷信法则是人类生存和倒退的根基，而虚拟世界中，想象力才是世界的根基，想象力到哪里，虚拟世界的将来边界就在哪里。在虚拟空间中每塑造一个新世界，就实现了一次上帝创世的过程。就像《刀剑神域》中的 seed 一样，尽管领有着雷同的开源代码，但不同的人，不同的公司，能够将它转变为属于本人的不同世界，正如一千个人眼中有一千个《哈姆雷特》一样，一千个人眼里就有一千种虚拟世界。

AR

加强事实技术（Argument Reality 的英文翻译），是通过在事实世界中实时显示附加信息的形式，来加强人们对于真实世界的信息获取，其本质是人们对于实时信息获取的一种渴求。随着 AR 技术的倒退，人们发现寒冷的附加信息不如将虚构的信息和真实世界交融在一起，所以当 AR 技术倒退遇到瓶颈之后，MR/XR 技术应运而生。

AR 技术的次要特点：

实时连贯

AR 技术也是随同着 3G 4G 等通信技术的衰亡而逐步倒退而来的互联网终端技术，所以其根本要求是实时联网，实时连贯，可能为使用者提供快捷的信息服务。

信息桥梁

AR 表演的是真实世界和互联网世界的信息桥梁这一个角色，这次要通过附加信息的形式来实现。次要指标是为人类在生产生存中随时获取到加强信息，为人类提供更加快捷便当的信息获取形式。

遵循物理规定

AR 仅仅是为互联网世界提供了一个输入输出接口，人在获取其加强信息的时候须要同时保障其本身平安，所以设计的时候须要思考平安问题。

XR

混合事实技术（Mixed Reality 的英文翻译）源自 AR 技术的延长和倒退，人们发现 AR 技术提供的寒冷的附加信息非常突兀且性能无限，一群蠢才科学家和极客们开始畅想将虚拟世界与真实世界整合到一起，MR 技术随之而生。

较早实现 MR 商业化的企业是微软，于 2015 年 1 月 22 日公布了旗下第一代 MR 头盔 HoloLens。通过简单的光导零碎将显示信息附加于真实世界的之上，通过 TOF 技术获取四周空间的三维数据并构件空间模型，在空间模型的根底上附加显示。（微软在 XBOX 的 Kinect 套件上取得了重要的技术积攒）微软首先集成并实现了对真实世界的建模及信息附加的性能。

当初，咱们能够看到苹果，谷歌，微软，华为等大型科技企业都在抢夺这个全新的互联网入口。别离进行了大量的技术布局和摸索。苹果建设了数千人的 AR 研发团队并开发了 ARKit；谷歌为安卓平台开发了 ARCore，不便于安卓开发者 对其进行调用与开发；华为利用麒麟芯片内集成的弱小的 AI 芯片开发了 HUAWEI AR Engine 零碎，实现了静止跟踪、立体检测、光照预计、命中检测、手势辨认、手部骨骼跟踪、人体姿势辨认、人体骨骼跟踪等重要的 AR 根底性能。并且在 2019 年 8 月 11 日华为开发者大会上推出了 Cyberverse（河图）虚实交融技术，为其 MR 技术的进一步倒退打下了根基。

XR 技术的遵循以下特点：

局部遵循物理规定

MR 的最终目标是将虚拟世界和真实世界融为一体，而非是 VR 那样子的混充世界，所以须要遵循真实世界的局部物理规定，使得人的感知器官可能很好的捕捉附加的光学信息。

光的魔法

MR 的核心技术在于如何将虚拟世界的物体，与真实世界的视觉相结合，而 MR 眼镜就是就是其中的桥梁，MR 眼镜的光学组件将虚构的信息叠加于实在的光照信息之上并独特输出人的眼睛中，让人类视网膜获取到的光子中既蕴含真实世界的光子，也蕴含虚拟世界的光子，二者相叠加，形成了全新的视觉世界。

让世界充斥更多可能

不仅仅是遵循真实世界的轨迹，更能够脱离物理，来塑造一个全新的，实在与空幻相结合的世界。咱们不仅仅能够通过 MR 技术随时获取到更多的信息，并且可能与虚拟世界中的元素进行实时交互，并且可能让虚构元素融入咱们的日常生活。

XR 技术分析

其实，XR 技术也不是什么新名词，很多事实场景都能够看到它的影子。如地图的 AR 步行导航，SteamVR 追踪器。家喻户晓，XR 技术是一种交融 AR、VR、MR 技术的扩大显示技术，那 XR 技术是如何交融，又是如何在屏幕背后实现炫酷画面的呢？

XR 场景技术框架包含由 LED 显示屏组成的拍摄场地、摄像机、物体地位追踪与定位技术、实时图形渲染引擎（AR 技术）、高速低提早的网络等几大元素组成，最初将加大元素组合的内容传输显示屏幕前，就成为炫酷的真切的 XR 场景。其整体技术框架如下图所示。

XR 场景的实现，首先将虚拟环境传输至现场的 LED 显示屏，采纳物体地位追踪与定位技术对物体进行跟踪拍摄，并将素材传回至实时图形渲染引擎。与此同时，视频服务器则用本地化运行逻辑运算进行人物手势剖析及图形渲染，输入平面的真切的 AR 内容与拍摄素材交互出现，而在屏幕前出现的内容就是 XR 场景。值得注意的是，在现场还须要弱小的网络反对，为实现 XR 低时延交互、全景视频等内容大带宽下发等提供强有力的反对。

能够发现，XR 场景就是基于事实场景，与后盾炫酷的 AR 内容进行联合交互而来的，所以 XR 技术被誉为 AR、VR、MR 技术的交融。

案例

案例 1

下面是《只为梦中与你相遇》的一段场景，首次采纳虚构拍摄形式，把 XR 工作流程与影视行业的工作流程相结合并履行最终内容的输入。短片现场无实景、无绿幕，实时渲染场景，而演员在 LED 屏幕所构建的空间中进行表演。在场景渲染上，XR 扩大事实应用实时渲染引擎搭建拍摄场景，通过媒体服务器输入合成，使用摄像机追踪零碎定位空间地位信息，实时映射人物与场景的空间关系，实时渲染技术将照片级别的动静数字场景，在 LED 屏幕上还原，并实时出现并输入一个无死角的虚构场景，最终造成具备 XR 场景的短片。

案例 2

2020 年 1 月 10 号，我国 ” 奋斗者 ” 号载人潜水器胜利坐底马里亚纳海沟的重要时刻，地方广播电视总台央视新闻频道、央视新闻新媒体通过 xR 虚构演播进行了同步科普解说。用虚拟环境将 LED 屏幕之外的事实环境实时笼罩，并实现虚拟环境拓展的解决。具体地说就是，摄影机追踪零碎 Mosys 的使用使得直播中的现场摄像机与虚构摄像机始终保持统一与同步，并在 XR 虚构演播室现场应用了 1 台 disguise vx4 媒体服务器，作为虚构渲染引擎加强渲染和管制，而工作流程将 AR 技术带入环境之中，通过应用 Black Trax 动静追踪零碎实时理解参演者和虚构影像的地位，从而与 CG 内容更好的互动交融，给观众一种身临其境的体验，将视觉效果的传递晋升到一个新的维度，与全国观众全景体验大洋 10909 米处的至深之蓝。

尽管 XR 技术才刚刚衰亡，但目前利用范畴曾经逐步被拓宽，技术也更加成熟。随着小间距显示技术的进一步成熟，以及点间距的进一步下探，高清细腻且能够实现裸眼 3D 显示，并且随着 5G 网络的进一步落地，XR 技术知名度的继续晋升，以及相干人员技术培训体系的欠缺等，都将推动 XR 技术开始走向成熟。