AR技術(shù)為何發(fā)展如此緩慢:未來仍然未來

文/陳徐毅
眾所周知,云計算與人工智能是業(yè)界下一波技術(shù)革新風(fēng)口,特別是前者,云計算業(yè)務(wù)已成為科技、互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域行業(yè)新的增長點(diǎn),不論是阿里云還是亞馬遜AWS、微軟Azure以及IBM混合云等等,云業(yè)務(wù)已經(jīng)進(jìn)入到業(yè)界新的主賽道之中。
但是人們鮮有注意到,虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)當(dāng)年也出現(xiàn)過風(fēng)口跡象,且時間點(diǎn)要早于云與AI,但至今其技術(shù)進(jìn)程、產(chǎn)品形態(tài)的發(fā)展要遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于前兩者。
計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)程,按照當(dāng)前的發(fā)展規(guī)律,其推進(jìn)動力無非兩個方面,一個是算力與算法的革新;另一個是終端形態(tài)的迭代,VR/AR的出現(xiàn)屬于后者。
將現(xiàn)實(shí)世界與虛擬信息無縫銜接,從而增強(qiáng)實(shí)境場景人機(jī)交互的AR技術(shù)從許多意義上比構(gòu)造沉浸式虛擬世界的VR要更具價值,AR也為諸多業(yè)界觀點(diǎn)認(rèn)可是下一代(繼PC、智能手機(jī)之后)普適性人機(jī)終端的原型。

2012年的時候,谷歌就曾發(fā)布一款拓展現(xiàn)實(shí)的Google Glass產(chǎn)品,微軟也在2015年發(fā)布了驚艷的HoloLens全息頭盔。當(dāng)時人們都難以想象自己竟離未來科技如此之近,但是這么多年過去了,曾經(jīng)的這些AR產(chǎn)品都沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)?;拿裼檬袌雎涞亍H缃竦南M(fèi)級AR產(chǎn)品只能借助移動智能手機(jī),在人們捕捉神奇寶貝(Pokemon GO)抑或是在使用蘋果的ARKit、谷歌的ARCore的時候才會有一絲存在感。
AR并沒有變成新終端,也沒有成為顛覆性的革新技術(shù)。為什么AR的技術(shù)進(jìn)程發(fā)展如此緩慢?許多觀點(diǎn)只聚焦在AR技術(shù)本身,卻忽略了提供AR發(fā)展的外部因素,這包括市場與外部技術(shù)環(huán)境。我們著重分析第二個因素。
可以設(shè)想一個消費(fèi)場景:您漫步在步行街上,拿出智能手機(jī)對準(zhǔn)旁邊的餐廳窗口,手機(jī)屏?xí)⒓磸棾隹捎玫挠啿蜁r間等信息;您帶上一副5G眼鏡,踏入商場之前通過鏡片看到當(dāng)?shù)爻械拿恐艽黉N活動。這些都是AR技術(shù)可以承諾提供的消費(fèi)級應(yīng)用。

但現(xiàn)在,不論是蘋果的ARKit、谷歌的ARCore還是亞馬遜的Sumerian以及微軟的混合實(shí)境頭顯產(chǎn)品,消費(fèi)級AR目前都難以做到這一點(diǎn)。
消費(fèi)級AR發(fā)展緩慢的一個重要原因是當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施還不足以支持大規(guī)模的AR使用。2017年在北美芝加哥舉行的首屆Pokemon Go Fest活動上,當(dāng)來自世界各地的神奇寶貝訓(xùn)練師(大約2萬名)涌入當(dāng)?shù)氐母裉m特公園之時,當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)帶寬迅速緊張并出現(xiàn)了災(zāi)難性的癱瘓,導(dǎo)致多數(shù)玩家無法登陸。最后主辦方以退款送神獸和賠償游戲幣了事。
后來Pokemon Go的開發(fā)公司Niantic意識到一個問題,現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施包括云計算設(shè)施還不足以支撐大規(guī)模的消費(fèi)級AR應(yīng)用。在混合實(shí)境中,物理現(xiàn)實(shí)的信息和數(shù)據(jù)都綁定在特定的、物理位置重疊的三維虛擬地圖上,用戶通過AR終端可以實(shí)時實(shí)地與之交互。但現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施尚未對此做好準(zhǔn)備。

多年來,互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸已從大多數(shù)文本轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗟膱D像視頻,這些媒介上的數(shù)據(jù)可以在任何地方被創(chuàng)建和共享,并通過云基礎(chǔ)架構(gòu)(例如亞馬遜AWS的CDN等存儲分發(fā))提供的組合方案解決。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)可以快速可靠地將內(nèi)容從中心位置分發(fā)到各地終端,但是這種方式對延遲敏感的本地化AR應(yīng)用程序沒有太大意義。
AR應(yīng)用程序高度依賴于精確的物理實(shí)境,但目前支持GPS的解決方案不夠準(zhǔn)確,無法確保譬如菜單數(shù)據(jù)顯示在餐廳窗口而不是十幾米之外的路邊廣告牌上。
大規(guī)模的消費(fèi)級AR應(yīng)用需要合適的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施來支持它,而AR云是個可用的選擇。如果在AR云上創(chuàng)建了精確可用的混合實(shí)境地圖,這意味著它可以提供更準(zhǔn)確的可視化現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

因?yàn)锳R云創(chuàng)建的3D虛擬地圖(地形)覆蓋了現(xiàn)實(shí)場景,其中內(nèi)容數(shù)據(jù)被錨定到特定的物理位置,這些信息需要實(shí)時訪問,即便是幾毫秒的延遲也會對應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響。假如當(dāng)您走過街邊餐廳之后才彈出AR菜單,那又有什么意義呢?
AR應(yīng)該在本地場景被創(chuàng)建和使用,因此AR內(nèi)容應(yīng)該盡可能地靠近其物理位置存儲以達(dá)到延遲最小化。要做到這點(diǎn)必須有支持5G高帶寬、低延遲的網(wǎng)絡(luò)支撐,并發(fā)展實(shí)時可靠的邊緣網(wǎng)絡(luò)。
邊緣計算是一種計算機(jī)算力從網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)或者中部節(jié)點(diǎn)向著更邊緣的靠近終端節(jié)點(diǎn)(甚至就在終端上)的轉(zhuǎn)移分散式運(yùn)算架構(gòu)。邊緣計算將原本完全由中心節(jié)點(diǎn)處理的大型服務(wù)運(yùn)算加以分解、切割成更小、更易管理的部分,分散到邊緣節(jié)點(diǎn)去處理。AR云就是完全契合邊緣計算的部署方式。

構(gòu)建一個與現(xiàn)實(shí)世界同等比例的混合實(shí)境地圖數(shù)據(jù)模型,這聽起來是一項龐大的系統(tǒng)工程。但是一旦建模完成,這將改變現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)世界的數(shù)字內(nèi)容,甚至倒逼傳統(tǒng)的人機(jī)交互技術(shù)革新。不僅僅是現(xiàn)有的移動終端AR應(yīng)用能夠大展拳腳,AR眼鏡、混合頭顯這類設(shè)備也能更快地在消費(fèi)級市場落地成型。
如果AR技術(shù)要實(shí)現(xiàn)設(shè)計者們最初所設(shè)想的承諾,那么現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施必須作出變革。
文/陳徐毅 高級工程師,科技專欄作者,中國計算機(jī)學(xué)會會員。搜狐科技2017年度十大作者,網(wǎng)易科技、鈦媒體2018年度作者。主流期刊《通信世界》、《微型計算機(jī)》、《創(chuàng)意世界》、《中關(guān)村》等特約作者。