虛擬實境(VR)、AR(擴增實境)、MR(混合實境)已經成為科技界當紅的名詞與產業，眾多廠商積極投入，許多新穎產品也陸續發表，未來發展空間讓人期待。虛擬實境(Virtual Reality，VR)，簡稱虛擬技術，也稱虛擬環境，是利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關於視覺等感官的模擬，讓使用者感覺仿佛身歷其境，可以即時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。使用者進行位置移動時，電腦可以立即進行複雜的運算，將精確的三維世界影像傳回產生臨場感。該技術集成了計算機圖形、計算機仿真、人工智能、感應、顯示及網絡並行處理等技術的最新發展成果，是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統。擴增實境(Augmented Reality，AR)，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在螢幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。這種技術估計由一九九○年提出。隨著隨身電子產品運算能力的提升，預期擴增實境的用途將會越來越廣。AR是由VR所衍生出來的一種技術，它是一種將虛擬資訊擴增到現實空間中的技術，它所強調的不是要取代現實空間，而是在現實空間中添加一個虛擬物件，藉由攝影機的辨識技術與電腦程式的結合，當設定好的圖片出現在鏡頭裡面，就會出現對應的虛擬物件。混合實境(Mixed Reality，MR)，也被稱作擴增虛擬，就是把現實世界與虛擬世界合併在一起，建立出一個新的環境，以及符合一般視覺上所認知的虛擬影像。在這之中，現實世界中的物件能夠與數位世界中的物件共同存在，並且即時的產生互動。也就是真實環境、擴增實境、擴增虛擬與虛擬真實環境的混合。這是介於AR與VR之間的一種綜合狀態。AR擴增實境在本質上還是現實，只是加入了一些虛擬的元素；VR虛擬實境的目標則是全面的虛擬。MR綜合實境，則是將虛擬的場景與現實進行更高程度的結合。AR與VR的差異性目前產業界看好而積極發展的是AR與VR。不過，兩者之間的差異何在？廣義上來講，所謂的AR，是將電腦的資訊疊合到現實世界，讓我們在正確的時間、正確的地點取得感官的正確資訊。而VR企圖取代真實世界，以往通常就是在電腦裡面製作產生一個虛擬的環境，將資訊放置在裡面，操作者可以藉由控制器或鍵盤，在這個虛擬的環境下穿梭或互動，相對之下，AR則是在現實中擴增資訊。VR透過電腦創造出一個虛擬的3D空間，並以各種技術「欺騙」人類的感官，讓它們產生錯覺，使用者將如身歷其境般地進入一個完全人造的3D世界，並在裡面做各式各樣的事情。視覺方面多半是透過一個頭戴式的VR顯示器，播放各種3D擬真場景，無論是HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR，甚至手機用的SAMSUNG Gear VR等，都是使用這類的解決方案。這些裝置裡面有兩個畫面分別對應左右眼，兩個畫面的內容相同但角度略有差異，來模擬人眼的視差，因此當使用者戴上VR顯示器後，就可以獲得逼真的立體感與空間感，搭配環繞感明確的音源與耳機，使用者無論看到的、聽到的，都是來自虛擬環境的感官刺激，自然就會感覺好像真的置身其中。視覺與聽覺的模擬，將用戶帶入了虛擬的世界，但如果無法在裡面做點什麼事情，還不算是完整的VR體驗。一個基本的VR體驗，除了看得到、聽得到，還必須有互動。VR裝置的互動類型，目前大概有三種：體感、控制器、動態偵測。VR體驗重點「互動性」「體感」主要是透過重力感測器或陀螺儀，判斷使用者的各種動作，例如頭戴式VR顯示器，搭配體感元件後，就可以針對使用者的頭部轉動。「控制器」的類型就比較多元，目前主流是採用手持控制器，例如HTC Vive、Oculus Rift、PlayStation VR都屬於此類型。手持控制器除了內建各種體感元件，來判斷使用者的動作，通常也會有一些按鍵來進行輔助。手持式VR控制器的下一步，可能是手套控制器，可以反映更細膩的手部動作，更直覺精確地在虛擬世界中完成各種需求。「動態偵測」則是為了擷取包含姿勢、移動等更大的動作，可分為兩大類型，第一種是在使用者身上穿戴各種感應器，例如3D動畫電影常用的動態捕捉技術，第二種是透過外部的定位裝置進行判斷，例如HTC Vive、微軟Kinect等，均屬此類。前者的裝備相對複雜，穿戴比較麻煩，但動作判斷相對準確；後者是外部裝置，使用者不需要穿一堆東西，但偵測的範圍有限，如超出感應器的範圍，就沒辦法完成捕捉。VR應用大宗在遊戲VR在一些專業領域已經有一些應用實例，但是商用市場的VR應用才正要起步，目前最大宗的依然是在遊戲產業，主流的類型像是射擊、競速、解謎、飛行等，未來無論角色扮演、模擬、格鬥等也都可望陸續加入。除了遊戲，VR應用於商業也有許多想像空間，例如虛擬店面、虛擬辦公室、虛擬導覽等。VR也可以用於教育，提供更深刻活潑的學習體驗。影視產業也很有可能陸續導入VR製作，目前已有使用全角度拍攝的MV或節目出現。另外，VR也可以用在軍事、醫療、體育等產業，可以加強訓練，降低不必要的風險。總括來說，VR的運用範圍涵蓋廣泛，在經過了醞釀期後，只要關鍵技術陸續到位，預期未來這項技術將快速的進入人類生活中。還有一項，智慧手機結合VR。近年來，有些廠商推出類似的產品，方式就是把手機插入有兩個觀景窗的頭戴式套件中，搭配特殊設計的素材(VR遊戲或VR影片)，就可以獲得全3D的沉浸式體驗，像是Google Cardboard、三星 Gear VR都是案例。不過，以智慧型手機呈現VR內容，除了受限於硬體效能，加上不同款式手機間的規格歧異大，因此目前的手機VR體驗，依然以頭部的體感互動為主，再搭配一些簡單的觸控操作。如果說，VR的目標是讓使用者完全脫離現實，進入虛擬的空間；AR就是將現實的空間加入一些虛擬的物件，而使用者基本上還是存在於真實的世界。AR的應用其實很廣泛，尤其是與智慧型手機的結合案例不少，像是一些手遊、玩具或是拍照App，都運用了AR的技術。AR在遊戲以外的應用，常見於地圖軟體，將虛擬的行車指示，與手機相機取得的畫面疊合，提供更真實的導航體驗。已上市的AR硬體包含光學投影系統、監視器、行動裝置、頭戴式顯示器、抬頭顯示器、電腦，在開發中的如仿生隱形眼鏡。宏達電積極投入利用混合實境，讓消費者可以在購買產品前於虛擬空間中體驗產品。Magic Leap是美國一間混合實境新創公司，他們利用前所未有的混合實境技術，讓虛擬世界的影像能夠非常真實地與自己互動，使人難以區分兩者的差別。微軟曾經發表混合實境MR眼鏡HoloLens，包括開發者版本和遊戲配件，轟動市場，也引起開發者諸多討論。台商最積極投入者是宏達電，繼與三十七家公司注資一百二十億美元在虛擬實境創投聯盟(Virtual Reality Venture Capital Alliance，簡稱VRVCA)後，又與中國深圳市政府聯合發起人民幣一百億元(約新台幣四百七十八億)的「深圳VR產業基金」。宏達電董事長王雪紅指出，宏達電在VR領域的目標，就是要發展成全球最大的AR、VR平台。今年，宏達電在世界經濟論壇(WEF)二○一七年會發表「VR for Impact」計畫，宣布將投入一千萬美金(約新台幣三億餘元)，應援聯合國永續發展目標，HTC Vive將提供資金與技術，支援足以改變世界的虛擬實境體驗應用內容及項目。由業界成立的社團法人台灣虛擬及擴增實境產業協會(TAVAR)，已發行台灣第一份AR/VR產業生態圈調查及產業推動白皮書研究。未來，AR/VR產業發展值得關注與期待。
