從零開始學Unity AR/VR開發入門系列-前言(有限生命無限人生)
引子
我對虛擬現實的最早興趣,來自少年時代讀過的一部科幻作品,由賽博朋克之父威廉.吉布森創作的《神經浪遊者》。在此之後,又被另一部腦洞大開的科幻小說深深吸引:《副本》(英文名Altered Carbon)。當然,後來的《Ready player one》和《黑客帝國》系列三部曲對虛擬現實世界做了更多奇妙的遐想。
但真正令我神往的未來生活場景則在科幻神劇《太空堡壘-卡布裡卡》(Caprica)和《太空堡壘-卡拉狄加》(Battlestar Galactica)中展現的淋漓盡致。若干年後的人類首先將自己的意識上傳到虛擬的數字空間之中,從而實現了理論上的數字永生,邁出了生命的一大步。而更進一步的是,先知又將數字生命下載到名為Cylons機器人的身體中,從而越過了人與神之間最大的障礙-創造生命。劇情中充滿了對宗教、哲學和科學意義的終極反思,在我個人看來,其對未來的啟迪意義不亞於大多數人所熟知的《黑客帝國》系列三部曲。
更重要的是,在Caprica這部神劇之中展示了由虛構的格雷斯通集團所開發的三大產品:名為Holoband的全息腦機介面眼鏡,名為V-World的虛擬世界,以及在U-87型工業機器人基礎上加上AI晶片後出現的賽隆機器人Cylons。

格雷斯通集團某種程度上有點像今天的蘋果和Google/Facebook的合體,這三款產品創造了一個全新的世界,乃至生命,但也幾乎毀滅了人類的未來。
當然,這裡並不是在劇透什麼,只是想說,大家如果對虛擬現實和人工智慧感興趣,其實可以去看看這些科幻作品,無論是小說還是科幻影視。在某種程度上來說,科幻往往是科學技術的思想先導,甚至是直接的靈感來源。
更重要的是,看了這些科幻作品之後,會激發自己對新技術的真正熱愛和憧憬,以及無限的想象力。
歷史與現狀
現在來談虛擬現實,似乎有點炒冷飯的感覺。是的,從2016年春天開始,虛擬現實特別是沉浸式虛擬現實(VR)被從投資方到從業人員紛紛打入冷宮,據說已經有至少90%的虛擬現實公司已經轉行或者破產。極少數活下來還在堅持的公司也是步履蹣跚,舉步維艱,步步驚心。
究其根本原因,一方面是技術發展還不夠成熟,市場上並沒有出現一款類似當年iPhone那樣的革命性產品,可以給使用者帶來足夠驚豔的類似magic魔法一樣的感受。而另一方面,則是因為絕大多數蜂擁而至而又如潮水般退去的虛擬現實公司並非真正熱愛和相信這個技術的未來。實際上,在上世紀九十年代,曾經有過一次虛擬現實的熱潮,但彼時的技術成熟度更是嚴重不足。最終的結果是,虛擬現實四個字如同劃過天際的流星,很快隕落,沒有留下一點痕跡。
回顧這幾年虛擬現實行業的發展,大家公認的事實是,2014年3月Facebook 以20億美元收購Oculus Rift的大事件重燃了這個行業。
一時間,國內外眾多科技巨頭如微軟、Google、Intel、Nvidia、三星、Sony、騰訊、百度、阿里等紛紛湧入這個新興市場,或參與對創業團隊的投資,或自己組建強大的產品團隊,VR和AR這兩個拗口的科技名詞迅速風靡全世界。
2015年,VR熱達到了頂峰,但是Oculus Rift CV1和HTC+Vive/">HTC Vive的高調亮相卻未能滿足人們內心深處的期望,在2016年的時候,眾多VR創業團隊紛紛破產或轉型,VR熱似乎已經悄然退去。
從2017年到2018年,真的似乎沒有多少人看好虛擬現實了。大家的目光焦點已經轉移到更加吸引眼球的AI人工智慧、區塊鏈,以及吵得熱火朝天的由行業大佬們力推的新零售和產業網際網路了。
那麼,虛擬現實技術的未來究竟在哪裡?這個行業會像上世紀90年代一樣再次墮入長達至少20年的黑暗時代嗎?
未來還未來
3年前虛擬現實特別火的時候,很多人喜歡用一個詞,叫“未來已來”,似乎未來已經“近在眼前”,未來“觸手可及”。但高燒退去之後,更多人則認為虛擬現實還是個遙不可及的夢想。
那麼,虛擬現實的未來究竟還會來嗎?什麼時候會來?真正來的時候會是怎樣的?
不急著回答這些問題,因為誰也沒法回答,除了時間。
但是可以先看看國外的科技巨頭們在這個領域這3年來究竟在做些什麼。
蘋果
2017年的WWDC上,蘋果推出了專門為打造增強現實體驗而提供的開發框架ARKit,以及面向AI的CoreML,並在“一夜之間成了全球最大的AR平臺”。同樣是在這次大會上,蘋果還展示了升級後的iMac上執行HTC Vive星戰VR版的預覽場景。
2018年的WWDC上,蘋果推出了ARKit2,帶來了一系列全新的特性,最重要的是開始支援多人實時AR互動。
2018年10月 ,蘋果釋出了全新一代的具備強悍A12X晶片的iPad+Pro/">iPad Pro。值得注意的是,在展示Adobe Photoshop全功能版的時候,最後一幕是編輯好的畫面直接轉換成AR的場景。
2016年11月,Google推出了Daydream VR平臺,似乎想要在VR領域大展拳腳。
但是在2018年的Google I/O大會上,我們沒有看到跟Daydream VR相關的內容,似乎Google真的是All in AI了。
不過需要注意的是,當2017年的WWDC上老對手蘋果推出ARKit後,Google立馬放棄了已經沉澱數年的Project Tango技術,很快針鋒相對的推出了功能相似的ARCore。
同樣是在2018年的Google I/O大會上,Daydream VR似乎隱身了,但ARCore的更新仍然被Google重磅推出。
2014年小扎同學對Oculus的收購盤活了整個行業,他也一直有個遠大的夢想,那就是讓十億人進入虛擬現實的世界。
2018年的Oculus Connect大會上,扎克伯格再次登臺亮相,並宣佈了Oculus三個系列的產品策略,主打PC VR的Oculus Rift,主打廉價一體機方案的Oculus Go,以及代表未來的全功能VR一體機Oculus Quest。
雖然從產品本身來說,並沒有什麼革命性的突破,但是Oculus Connect上首席科學家Michael Abrash的主題演講(從1:14:29開始)卻一語道破了虛擬現實技術的未來。
ofollow,noindex"> https://www. youtube.com/watch? v=o7OpS7pZ5okMichael Abrash的演講內容很長,我個人認為其中最重要的兩個觀點是:
1.未來的虛擬現實產品將不再區分AR/VR/MR,而是一種融合性的產品。
當然,腦機介面是更長遠的技術,但是在光學顯示時代,將AR/VR/MR的光學顯示技術融合到一種裝置之中是一個必然的趨勢。
2.虛擬現實的實時掃描、環境感知包括和渲染技術將需要藉助計算機視覺和深度學習的幫助
阿里巴巴及國內網際網路公司
馬雲爸爸在2018年10月的世界VR產業大會上提到過,AR/VR技術的進步需要和大資料、人工智慧結合起來,否則是沒有前途的。
實際上,第五屆世界網際網路大會上由搜狗公司和新華社帶來的全球首個虛擬“AI合成主播”,就是使用AI技術來實現AR/VR虛擬世界中虛擬角色建立和渲染的極好例證。

同樣是在世界網際網路大會上,小馬哥搞了個大新聞,說是要推出VR版的微信。當然,真實的情況應該是他看好5G技術的發展速度,覺得有可能應用在未來的VR版微信上。至於會不會很快推出,我個人認為還需要個3-5年。
看完了國內外巨頭在虛擬現實領域的舉措,再來看看相關領域的技術和專利儲備情況。
首先看一下相關的技術突破口(該圖源於海外分析報告,僅供參考)

可以看到,虛擬現實的技術突破涉及到5個方面的儲備:
1.Near-eye display(近眼顯示技術)
包括傳統的螢幕顯示技術(LCOS/OLED/可摺疊的AMOLED/Micro LED)和光學技術(光場顯示/波導技術等等),具體就不展開了,大家可以在網上搜索。
2.Content creation(內容創作技術)
包括虛擬角色和場景構建、動作捕捉、全景視訊拍攝與編輯等等
3.Network communication(網路傳輸技術)
這方面最受人關注的當然就是即將商用的5G技術,以及傳說中傳輸速率可達每秒1T的下二代6G技術了。當然還有一系列的其它技術有待發展。
4.Rendering Processing(渲染技術)
包括本地渲染、雲渲染、光場渲染、多重視角渲染,以及硬體渲染加速等等技術。
5.Perception&interaction(感知和自然互動)
包括跟蹤定位技術、多感官自然互動技術(腦波、語音互動、觸感互動等等)、機器視覺技術(SLAM/場景分離與識別等)
然後看看對相關技術的專利儲備情況:

個人認為,其中的眼部追蹤、3D建模和SLAM技術都需要和計算機視覺/深度學習技術進行深度的結合。
再來看看幾大巨頭在技術專利上的發力點。

遺憾的是這個圖上面沒有顯示蘋果,但是搜尋蘋果的相關新聞可以瞭解到它幾乎在所有的重點領域都通過自主研發或收購技術公司進行了相關的專利儲備。
現在,我們再來看這幾個問題,虛擬現實的未來究竟還會來嗎?什麼時候會來?真正來的時候會是怎樣的?
第一個問題,虛擬現實的未來究竟還會來嗎?
這個問題的回答是肯定的,但是並沒有太大的意義。
第二個問題,什麼時候會來?
每個人都有自己的看法,我個人的看法是比較接近下圖的:

簡單來說,在2021年的時候,很可能我們會看到類似蘋果iPhone初代的革命性AR/VR硬體產品誕生,而在2025年的時候大家將有可能體驗到相對比較成熟的AR/VR產品,類似於iPhone4s比之iPhone初代。
當然,既然是預測,那麼也可能我們在未來十年裡都看不到真正成熟的AR/VR硬體產品的出現。如果發生了這樣的情況,我們也只有繼續在黑暗中前行,期待黎明曙光的出現。
第三個問題,真正來的時候會是怎樣的?
我想其實Michael Abrash的觀點是相對比較靠譜的:
1.未來的虛擬現實產品將不再區分AR/VR/MR,而是一種融合性的產品。
2.虛擬現實的實時掃描、環境感知包括和渲染技術將需要藉助計算機視覺和深度學習的幫助。
從剛才的虛擬現實技術突破口也可以看到,虛擬現實技術走向成熟要跨過的坑太大了,而這個行業的從業人員也不能固步自封,活在自己臆想的世界裡。虛擬現實技術必須也只能在其它技術,特別是AI人工智慧技術的加持之下才可能實現突破。
可怕的是,即便是AI人工智慧技術自身,也曾經經歷了兩次大起大落,不排斥在這次新的崛起之中仍然再次遇到重重障礙,重回暗黑迷霧之中。
所以,回到起點,我們研究某個技術,學習某種技術的應用,固然有實用化和商業化的訴求,但有時候僅僅是熱愛也足夠了。
反過來講,即便今天所學的這些技術若干年後完全過時了,但更重要的是我們培養了對開發的熱愛,學會了如何學習新技術的思考方式,至少也是一種提升吧。
如果你對虛擬現實技術和應用無愛,對這個行業的未來發展沒有信心,那麼這個系列的課程千萬不要繼續往下看。因為很重要的一點是,任何一個人的時間和注意力都是自己最寶貴的財富。
最後說一句,題圖就是《太空堡壘-卡布裡卡》中女主的劇照。