ACM通信
研究突出了
技术视角:客厅中的虚拟现实
虚拟现实正在蓬勃发展;事实上，它正处于大规模可用的边缘。但在众多的形式因素和基本原则中，它将是哪一种呢?
20世纪60年代末是虚拟现实漫长发展过程中的决定性时刻。那时，Ivan Sutherland探索了他的沉浸式世界的梦想。通过创造世界上第一个由3D图形驱动的头戴式显示器，他打开了一扇通往计算机生成世界的窗口。他将“达摩克利斯之剑”显示系统与追踪用户头部的方法结合起来，让用户在一个简单的虚拟世界中四处张望，创造出强烈的沉浸感。
事实证明，他的想法有两个。如果在黑暗的房间里操作该设备，用户只能看到由计算机生成的世界。在20世纪80年代，我们称之为“虚拟现实”。然而，如果房间里的灯都开着，用户就会看到虚拟世界覆盖在现实世界的背景上，这种交互概念在今天被称为“增强现实”。
多年来，这两种观点在研究中都变得非常有影响力。虽然他的原型的两种模式看起来难以区分，但它们最终提供了截然不同的应用。VR系统倾向于在模拟和游戏中找到应用。相比之下，增强现实研究倾向于为用户提供及时的周围环境信息。
头戴式VR显示器的一个主要限制是，它们不再允许用户看到自己的手和身体，无论人们多么想要一个虚拟世界，他们通常都希望自己的身体是这个世界的一部分。一方面，这导致了系统的发展，跟踪用户的手，甚至整个身体，以提供一个虚拟的。另一方面，20世纪90年代初出现了所谓的CAVE系统(将虚拟世界投射到用户周围小房间的墙壁上)。
几年后，增强现实有了自己的基于投影的方法。最初，投影仪被用于投射到道具上(拉斯卡尔和同事)，后来也被用于投射到墙上。虽然CAVE被故意设计成没有任何适当的结构或内容，但更强的投影仪允许研究人员和艺术家将其投影内容覆盖到现实世界的背景物体材料上。这种方法被称为“空间增强现实”。因此，AR应用从信息显示到大型艺术装置和媒体立面的多样化，模糊了VR和AR的区别。
如今，在萨瑟兰的原型问世近50年后，VR和AR都以消费设备的形式成为现实，比如Oculus的VR头戴式设备和谷歌眼镜设备。虽然谷歌眼镜只是一种“平视”显示器，但微软的Hololens在一系列传感器上运行AR软件，其中包括一个深度摄像头，使其能够将内容记录到物理世界。
这两种设备都是头戴式的，但最终是否可行还有待商榷。原因是AR/VR面临着另一个要求:随着计算世界变得“社交化”，VR和AR必须跟上。探索虚拟世界的消费者希望能够在那里看到他们的朋友。虽然一家社交网络公司对头戴式虚拟现实显示器的推广表明，今天的“社交”很可能意味着“与其他地方的人进行社交”，但人们可能会争辩或至少希望，在未来，搭配好的朋友和即时的社交互动将发挥作用。然而，这种搭配的社交用途与头戴式VR显示器相冲突，但即使是透视眼镜也在一定程度上影响了人们如何感知彼此。
但是，如果头戴式设备不能解决问题，那它会是什么呢?
这就是IllumiRoom的作者的用武之地。他们研究了AR/VR在真正的社交环境(客厅)中的样子。该项目建立在一个为期八年的系列研究项目的基础上，在这些项目中，作者探索了虚拟和物理之间的界限，我鼓励读者阅读所有这些项目。
作者在家里解决AR/VR问题的一个关键因素是使用深度摄像头，这种设备已经可以通过微软的Xbox游戏机在客厅中使用。相机是一个关键部件，因为它允许作者集成他们的客厅系统。作者没有像头戴式VR显示器那样将房间封闭起来，而是将客厅数字化，并将其整合到用户的体验中。他们通过“客厅兼容”组件来实现这一切。作者并没有取代他们在客厅里发现的东西，而是增强了它。他们利用电视，使用增强现实的方法来创造可能被认为更像是VR体验的东西。
最终，IllumiRoom给我留下深刻印象的是，它提出了虚拟现实和真实现实应该如何结合在一起的问题。21世纪初，当我还是施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的一名研究科学家时，我正在将平板显示器与投影结合起来，创造出非常大的屏幕。我向已故的Rich Gold展示了我的原型，他很喜欢这个想法，也同意我关于这种大屏幕可以提高工作效率的说法。然而，他对我简单地最大化屏幕空间的计划持批评态度。他认为，更大的屏幕是一种权衡:每一块屏幕都允许用户访问更多的虚拟世界，但代价是放弃一部分物理现实。这正是IllumiRoom的作者所擅长的:在关注物理世界的同时创造一个虚拟现实。
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