ar vr用什么技术-晟辉智能制造

核心共性技术 (AR & VR 共同依赖)

无论AR还是VR，要实现沉浸式体验,都需要以下几项基础技术的支撑：

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显示技术

这是用户直接感知到的部分，决定了画面的清晰度、视野和舒适度。

VR显示技术:
- 显示屏: 通常采用两块高分辨率、高刷新率（通常90Hz以上）的OLED或LCD屏幕，分别对应左右眼,形成立体视觉。
- 透镜: 将近距离的屏幕图像放大并聚焦到人眼舒适的距离，同时放大视野，菲涅尔透镜是主流方案，成本低但边缘可能有畸变；Pancake透镜则更轻薄,是新一代VR设备的主流选择。
- 刷新率与视场角: 高刷新率（如120Hz, 144Hz）能减少眩晕感；大视场角（通常100°以上）能增强沉浸感。
AR显示技术:
- 光学方案: 这是AR的核心难点，主要有三种：
  - Birdbath (鸟盆): 通过一个半反半透的凹面反射镜，将图像反射到人眼，优点是视场角较大、图像质量好，缺点是设备体积较大，Microsoft HoloLens早期版本采用此方案。
  - Pancake (折叠光路): 利用偏振膜和反射镜，让光线在设备内部折叠后再进入人眼，优点是设备可以做得非常轻薄，是当前消费级AR眼镜（如 Meta Quest 3, Apple Vision Pro）的主流方案。
  - 光波导: 将图像通过特殊的光学材料（如衍射光栅）像“光纤”一样引导到人眼，优点是能实现极高的透明度和极小的设备形态，但技术复杂、成本极高,是未来AR眼镜的终极形态。

追踪与定位技术

这是让虚拟物体与现实世界或用户自身运动同步的关键，是实现“存在感”的基础。

头部/手部追踪:
- 惯性测量单元: 几乎所有AR/VR设备都内置，它包含加速度计、陀螺仪和磁力计，可以实时测量设备的旋转和加速度，实现6DoF（六自由度）中的旋转追踪。
- 视觉追踪: 通过设备外部的摄像头，利用计算机视觉算法（如SLAM - 即时定位与地图构建）来识别环境特征，从而确定设备在空间中的位置,这是实现6DoF中位置追踪的关键。
空间定位与空间映射:
- SLAM (Simultaneous Localization and Mapping): 核心技术，设备在移动的同时，实时构建周围环境的3D地图，并确定自身在这张地图中的精确位置，这使得虚拟物体可以“放置”在真实世界的固定位置上。
- 环境理解: 通过AI算法识别出环境中的平面（如地面、桌面）、边界和物体,让虚拟内容能与真实环境进行更自然的交互。

计算与渲染技术

负责将虚拟世界的模型、光影、动画等实时计算并生成图像。

硬件: 强大的SoC（片上系统），集成了高性能的GPU（图形处理器）和CPU（中央处理器），高通的XR系列芯片、苹果的M系列芯片等,它们专为处理复杂的3D图形和空间计算而优化。
软件:
- 图形API: 如 OpenGL, Vulkan, Metal，用于与GPU通信,高效绘制3D图形。
- 游戏引擎: 如 Unity, Unreal Engine，它们提供了强大的工具链，开发者可以方便地创建、测试和部署AR/VR应用，并内置了物理、动画、光影等高级功能。

交互技术

用户如何与虚拟世界进行沟通。

（图片来源网络，侵删）

手部追踪: 通过摄像头和AI算法识别用户手部骨骼、手势和位置,实现免控制器交互。
眼动追踪: 通过红外摄像头追踪用户视线，实现“注视点渲染”（Foveated Rendering），即只渲染视线中心的高清区域，周围区域降低画质，从而大幅节省算力,视线也可以作为交互指令。
语音识别: 通过麦克风阵列和AI语音识别技术,让用户可以通过语音命令控制设备。
控制器: VR中常用的手持控制器，内置传感器和按键,提供精准的3D定位和触觉反馈。

关键技术差异 (AR vs VR 的不同侧重点)

技术领域	VR (虚拟现实)	AR (增强现实)	核心差异原因
显示技术	完全遮挡现实，创造一个100%虚拟的沉浸式环境，用户看到的是设备屏幕上的两个独立画面。	部分透明，将虚拟信息叠加到现实世界之上，用户需要同时看到真实环境和虚拟信息。	目标不同：VR是“逃离现实”，AR是“增强现实”。
环境感知	重点在用户自身定位，设备需要知道用户在虚拟空间中的位置和朝向，以便正确渲染场景。	重点在理解现实世界，设备需要精确识别、理解并重建周围的3D环境，以便将虚拟内容“锚定”在正确的位置。	交互对象不同：VR交互的是纯虚拟世界，AR需要与真实世界互动。
核心算法	更侧重于用户运动预测和防抖，由于用户头部快速运动，需要算法预测其下一帧的位置，防止画面延迟和眩晕。	更侧重于SLAM和场景理解，需要高精度、低延迟地构建和更新环境地图，并识别平面、物体等。	应用场景不同：VR的稳定感来自对用户运动的补偿，AR的稳定感来自对环境的精准理解。
硬件形态	头显，通常体积较大、重量较重，专注于提供最佳的视觉和听觉封闭体验。	眼镜形态是终极目标，追求轻便、时尚、全天候可佩戴。	使用方式不同：VR是短时间的深度体验，AR是长时间的信息辅助和交互。
核心传感器	除了IMU和摄像头外，近距离传感器（如TOF）也很重要，用于防止用户撞到现实中的障碍物。	除了IMU和摄像头外，高精度环境传感器（如LiDAR激光雷达）在高端设备中越来越普遍，它能提供更精确的深度信息，极大提升SLAM和空间建图的精度。	安全性和精度要求不同：AR需要与真实物理世界安全共存，对环境感知的精度要求极高。