虚拟现实到底是什么？又有哪些分类？与元宇宙是什么关系？

一、前言

伴随着“元宇宙”的爆火，VR/AR/XR等词也陆续的出现在人们的眼前，有时候听说VR就是元宇宙，也有时候听说AR才是，那么事实到底是怎么样的？究竟哪一种是元宇宙？接下来我们就详细的聊一下虚拟现实到底是什么？又有哪些分类呢？他们之间又存在着怎样的关系？元宇宙由来又是怎么样的？
二、元宇宙爆火的原因

在讨论元宇宙爆火的原因之前，我们先来梳理一下当时科技圈的一些重大变革：

2021年3月10日，沙盒游戏平台Roblox成功在纽交所上市，在其招股说明书中写入了“元宇宙”概念，刚上市，市值就突破了400亿美元。一个月后，游戏开发商Epic Games宣布完成10亿美元的巨额融资，用于打造“元宇宙”空间；
8月初，英伟达宣布将联手Adobe和Blender，对Omniverse进行重大扩展，在未来会向至少数百万“元宇宙”用户开放；
8月29日，字节跳动以90亿元人民币收购VR公司Pico正式入局元宇宙；
10月28日，扎克伯格在Facebook Connect 2021大会上正式宣布公司更名为“Meta”，并表示要5年内转型成为元宇宙公司；
11月2日，在Microsoft Ignite大会上，微软CEO萨蒂亚·纳德拉(Satya Nadella)这么说：随着数字世界和物理世界的结合，我们正在创造一个全新的平台“元宇宙”。表示要先拿下“企业元宇宙”。

可以看到，首先开启元宇宙火爆之旅的其实是2021年3月的Roblox上市事件，Roblox是“元宇宙第一股”也是因此而得名的。随后Epic Games高调宣布进入元宇宙，无疑加速扩大了元宇宙的火爆程度和影响力。
不过，真正带领元宇宙进入大众视野的，其实是全球第一社交媒体平台Facebook，短短几个月，完成了从宣布成立元宇宙产品团队，到斥资5千万美元推出XR项目及研究基金，到后来更名为“META”等等一系列动作，这家全球拥有30亿用户的社交平台，不顾一切的投入了元宇宙中。随后仿佛一夜之间，世界各大权威媒体，全球50多亿人纷纷讨论起了元宇宙。
所以2021年也可以被称之为“元宇宙”的元年。
三、什么是元宇宙

那么，到底什么是元宇宙？元宇宙已成为热词，但是人们对元宇宙的内涵不够了解，这让“元宇宙”成为了我们身边“熟悉的陌生人”。
其实元宇宙远在1992年的时候就被提出来了，源于1992年美国作家尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）的科幻小说《雪崩》（Snow Crash）。作者在书中描述了一个平行于现实世界的网络世界——元界，所有的现实世界中的人在元界中都有一个网络分身。斯蒂芬森也首次提出，“元宇宙是指一个脱胎于现实世界，又与现实世界平行、相互影响，并且始终在线的虚拟世界”。
概念上，Metaverse 一词由 Meta 和 Verse 组成，Meta表示超越，verse代表宇宙（universe），合起来通常表示“超越宇宙”的概念：一个平行于现实世界运行的人造空间。回顾互联网发展历程，从 PC 局域网到移动互联网，互联网使用的沉浸感逐步提升，虚拟与现实的距离也逐渐缩小。在此趋势下，沉浸感、参与度都达到峰值的 Metaverse 或是互联网的“终极形态”。
其实在现阶段，元宇宙并无统一的标准定义与终极形态描述。
根据维基百科的介绍，元宇宙是互联网的一个虚拟迭代，通过传统的个人计算以及VR头显和AR眼镜支持持久的在线三维虚拟环境。其实就是一个平行于现实世界，又独立于现实世界的虚拟空间，是映射现实世界的，并且越来越真实的虚拟世界。
马克.扎克伯格对“元宇宙”的解释：“你戴上VR头盔和AR眼镜，你会在虚拟世界里不只是观看内容，而是身在其中，感觉和其他人呆在一起，比如跳舞或者健身运动.”
由此可知，元宇宙仍是一个不断发展、演变的概念，不同参与者以自己的方式不断丰富着它的含义。
四、VR/AR等与元宇宙之间的关系

1. 泛虚拟现实（3R产业）

我们了解了什么是元宇宙以后，接下来我们来继续了解什么是VR/AR/MR/XR？他们之间又存在着什么样的关系？
其实对于VR（Virtual Reality），相信大家也并不陌生，翻译过来其实就是虚拟现实，但是随着新兴科技发展越来越快，事实上这里提到的VR是狭义的虚拟现实，而广义上的虚拟现实除了狭义的VR以外，还包括AR（Augmented Reality，增强现实）和MR（Mixed Reality，混合现实），三者合称“泛虚拟现实”。
因此，有时也把泛虚拟现实产业称为3R产业，而VR、AR、MR三个细分领域的差异，其实就体现在虚拟现实和真实世界的交互方式上，这个虚拟空间既可以独立于真实世界之外（使用VR技术），也可叠加在真实世界之上（使用AR技术），甚至于真实世界融为一体（使用MR技术），接下来我们展开来说一下。

图 1

2. “泛虚拟现实技术”的核心

以计算机技术为核心，通过将虚拟信息构建、叠加，再融合于现实环境或虚拟空间，从而形成交互式场景的综合计算平台，这便是“泛虚拟现实技术”的核心。
3. “泛虚拟现实”包含的种类

1）VR（Virtual Reality）
所谓虚拟现实，顾名思义，就是虚拟和现实相互结合，是以计算机技术为核心，结合其他相关科学技术，生成与一定范围现实世界在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境，人们通过一些交互设备与数字化环境进行交互，能够产生亲临现实世界的体验。
简单的理解就是所见即所得，如下图所示[图2]，带上VR头盔，里面的画面是随着你头部动作的摆动而相对应的体现不同的画面，说的更直白一点，就是通过对我们五感感知的欺骗来实现的，让我们感觉真的处于一个真实的世界，具有真实的五感感受和感知体验，一切东西都和现实一样但它是假的。

图 2

图 3

2）AR（Augmented Reality）
通常被称为增强现实，增强现实体验会将数字元素叠加到现实世界的对象和背景上。虽然 VR用计算机生成的图像取代了现实世界，但AR相反，用虚拟体验来增强现实世界，因此，当您体验AR时，第一视角看到的环境仍为现实场景，通过技术手段（显示器、眼镜等）在人眼所见的现实场景中融入虚拟内容，虚拟内容不基于对现实环境的实时理解，只是相对简单的拼凑在一起。
3）VR与AR
VR需要用一个不透明的头戴设备完成虚拟世界里的沉浸体验，你看到的是一个100%的虚拟世界，而AR需要清晰的头戴设备看清真实世界和重叠在上面的信息和图像，以现实世界的实体为主体，借助于数字技术帮助消费者更好地探索现实世界和与之交付。再说的直白一点，就是VR显示的画面全是假的，而AR显示的画面有一半是真的，一半是假的。
4）MR（Mixed Reality）
通常被称为混合现实，可以说是升级版的AR，能够实现虚实场景的结合，和AR的区别就是对虚拟图像的真实感做严格的要求，因此是AR的一种类别。相比 AR 主要是实现虚拟的对象直接显示在现实世界的图像上，而 MR 是让虚拟物品不仅仅是作为图像出现在现实世界，而是 “以更逼真的存在的方式” 融入现实世界，或者反过来让现实空间的对象，融入到虚拟空间的方式，打破两个空间的隔离性，两个空间的实体可以互相交互，给人一种浑然一体的体验，而且也可以说MR的关键特征之一就是合成物体和现实物体能够实时交互。

图 4

5）VR与AR与MR
微软是这样区分三者的关系的：在物理世界的视频流中叠加图形的体验是“增强现实”。遮挡视线以呈现数字图像的体验是“虚拟现实”。在增强现实和虚拟现实之间实现的体验形成了“混合现实”。
技术难度在三者中是最高的。MR 是 AR 的增强，与其说 MR 眼镜，不如说有 MR 功能的 AR 眼镜或者 VR 眼镜更恰当。

图 5

4. 虚拟现实相关的其他分类（XR）

1）XR（eXtended Reality）
通常被称为扩展现实，为什么XR我们要单独拿出来说呢？原因是XR目前有多种解释， xR到底是什么？也是众说纷纭；有的人说扩展现实（XR）就是VR/AR/MR三者的集合，也有人说XR中的“ X”可以理解为一个变量，也就是说，现在有AR/VR/MR，未来还可能有BR、CR、DR等等“R”字辈的科技（当然这都是随口一说，能不能实现还得看今后技术的发展）。
其实XR词汇的提出，可以追溯到CO Allen于2014年的申请的一份专利《Method for creation ofaugmented reality medium i.e. extended reality medium, involves detectingaugmented reality contents based on determination that reality data correspondsto given acquisition event data》，文中将xR作为AR的别称进行使用，约2年后，一些国际媒体服务器厂家开始在市场中尝试推广xR的概念。但为了方便继续讲述，我们在此就引用百度百科的概念来使用。
扩展现实是指通过计算机技术和可穿戴设备产生的一个真实与虚拟组合的、可人机交互的环境。扩展现实包括增强现实（AR），虚拟现实（VR），混合现实（MR）等多种形式。换句话说，为了避免概念混淆，XR其实是一个总称，包括了AR，VR，MR。
XR分为多个层次，从通过有限传感器输入的虚拟世界到完全沉浸式的虚拟世界，也就是说一方面，您可以在家便可以体验真实世界，把家里的物品和虚拟世界结合在一起。另一方面，你拥有完全虚拟的体验，你的感官完全沉浸在虚拟环境中。
2）VR与AR与MR与XR
VR能让人完全沉浸在虚拟环境中；AR能创建一个叠加在虚拟内容的世界，但不能与真实环境交互; MR则是虚拟与现实的混合体，它能创造出可以与真实环境交互的虚拟物体。最后，XR则是包括三种“现实”（AR，VR，MR）的术语，将XR中的“ X”理解成一个变量。可以简单理解为一个公式，XR=VR+AR+MR。

图 6

5. 与元宇宙的关系

在最开始，我们也有简单的谈到过什么是元宇宙，元宇宙（ Metaverse ）可以笼统地理解为一个平行于现实世界的虚拟世界，现实中人们可以做到的事，都可以在元宇宙中实现。
而互联网连接、社交网络生态、AR/VR 等沉浸技术的成熟是元宇宙实现的前提。元宇宙的兴起将伴随着 AR/VR、云计算、AI、5G 等技术的进化，人类对虚拟世界的构建和发展将造就互联网的终极形态——METAVERSE。
由此可知，VR和AR等是Metaverse从概念走向现实的必经之路，Metaverse的发展也必将预示着VR和AR的崛起，为了实现沉浸感，元宇宙要借助VR/AR等技术。

图 7

元宇宙不是一家独大的封闭宇宙，而是由无数个虚拟世界/ / 数字内容组成的不断碰撞并且膨胀的数字宇宙，正如同真实的宇宙一般（也如同互联网，因为元宇宙就是基于互联网而生的）。