Augmented Reality in SIGGRAPH 2007

擴增實境 (Augmented Reality, AR)發展已經有近十年的時間，跟虛擬實境 (Virtual Reality, VR)不同的是，VR是無中生有，從頭創造出一個不存在的世界，AR則是著重在與真實世界的結合，增強真實世界裡的資訊顯示與互動經驗。多說無益，看看下面這個Total Immersion的demo影片，你就能強烈體會到，虛擬與真實結合，是多麼令人驚艷的事情。

大部分人比較熟悉的是虛擬實境，相關的應用也已經相當廣泛，像是360∘環場全景、虛擬攝影棚、飛行模擬器，以及大型社交平台Second Life等，都是虛擬實境的變形與應用。虛擬實境發展表較成熟，但是限制也越來越明顯。首先，可以讓人感動的虛擬實境，大多需要特定的環境跟設備，才有辦法真正重建一個環境，並且提供堪稱豐富的互動跟內容。要做一個虛擬實境不難，但是要做一個有料，吸引人，或是可以達成特定目的 (像是飛行訓練等)的虛擬實境，那得從頭打造一個環境，甚至是一個自成一格的小小世界，難度真的很高。

虛擬實境的另一個問題是，虛擬跟真實差距太遠，沒有辦法跟日常生活相連結。所以我們使用虛擬實境的時候，大多是有目的的，用完之後就丟在一旁。像是飛行訓練器，飛行員在訓練時才會用到，一旦訓練結束，飛行訓練器就跟飛行員脫節了。再舉個例子，我們透過3D虛擬實境去看房子還不賴，但是等到看過現場，丈量完實際尺寸之後，就不會再去看同一個虛擬實境了。因為虛擬跟真實總是有落差，不如眼見為憑。而且傢俱尺寸、天花板高度等，都要以實際丈量為主，虛擬畢竟只是虛擬，實際的空間感、光感，甚至是第六感，還是到現場最清楚。

人就是這樣一個充滿感覺的動物，虛擬實境可以複製或創造很多感官經驗，但是離人們的需求還是太遠。所以Augmented Reality另闢蹊徑，把互動技術拿來放在真實世界中，在我們每天接觸的環境裡，加上新的互動體驗。AR不打算把人的感官抽離，不企圖切斷人跟真實世界的關聯性；相反地，依附在真實世界裡，再額外加上一些資訊，一些互動，一些感官經驗。這個加法很神奇，省掉了架構新世界的苦功夫，而且更容易融入既有環境，更有可能解決日常生活當中的大小問題。AR在這一點上，真的很酷，很適合做使用經驗上的創新。

學界跟業界都做了很多應用上的努力，像是可以在日常環境中，隨手打一場3D Age of Empires ( real-time interaction)、把家徒四壁的牆面換成華麗的巴洛克風格 (visual illumination)，或是陌生的道路上投射出方向指引 (informational holography)。這個夢想跟Star War裡面的3D立體投影有一點點像，但是Minority Report裡無所不在的互動式介面，則似乎更加貼近AR的可能方向。

Augmented Reality in Minority Report

技術面上，目前比較理想的AR系統，可能會結合多台投影機、多個感應器，以及RFID。首先，藉由感應器去監視環境的變化，用RFID去辨識物件，取得重要資訊，然後用多台投影機，把要增強的影像或資訊，以3D立體的方式投影出來。所以使用者可以隨意走，到處看，隨手做互動，而不需要乖乖待在螢幕前面，用想像力硬是把平面的螢幕想像成立體世界。

不過由於3D立體投影的技術仍不夠成熟，因此有很多研究都變通地用螢幕，或是抬頭顯示器替代，像是Total Immersion、SCP Camera、Transparent Cockpit等，都是在跟現有技術妥協之下，另外找出來的替代方案。下面就是SCP Camera的示範影片。

小結：

貼近真實，無須想像，這就是Augmented Reality在感官上，最讓人驚艷的特點。此外，AR還有幾項發展優勢：第一，使用者不需要關在特定房間裡，也不需要固定在某個位置，這可以讓互動更加隨意自然。第二，在真實環境中增強感官刺激，不但可以讓互動經驗更加戲劇化之外，同時也可以維持原有的情境脈絡與空間感，比較容易適應跟學習。第三，可以融入日常生活當中，增加工作效率與生活品質。這幾點都是VR做不到，過去也沒有其他研究可以達成類似成就的。第一次接觸AR，就有許多說不出的感動。這真的是很棒的發展方向，一個有機會大幅改善生活的重要發明。