2017-11-08

AR/VR的發展趨勢及學習應用

高盛報告指出到2025年VR和AR的市場規模將達到數百億美元,其規模將超過TV市場。高盛更列舉VR將應用的九個領域,從遊戲產業到零售商,更包含醫療及房地產等各行各業都可能受到下一波產業發展的影響。2017今日不管預測受現實技術或資訊安全等各種因素影響,或移動式VR銷售不如預期,不容置喙的是虛擬現實勢必成為下一波潮流。

VR 與 AR

VR ( Virtual Reality )為「虛擬實境」,民眾孰悉的產品有HTC Vive、三星Gear VR以及臉書的Oculus Rift,還有Sony PlayStation VR頭盔等。

AR ( Augmented Reality ) 擴增實境,在硬體上結合處理器、顯示器、傳感器以及輸入設備的各式載具,使其成為AR平台,運用AR系統將擴增的物件與現實世界結合。最簡明的說法就是在現實場景中加入虛擬資訊,例如汽車車載系統,將車速、導航等資訊投影(或反射)在擋風玻璃上,提升駕駛安全性。擴增實境AR ( Augmented Reality )目前已經被廣泛應在生活中,像是導航、娛樂、模擬練習等,最廣為人知的應用為Pokemon GO,其實其他諸如國家地理頻道也曾運用擴增實境(AR),讓許多不可能出現在我們周遭的動物或是自然現象,可以呈現在我們眼前。

兩者之間VR是從零打造出一個不存在的世界,AR則是著重在與真實世界的結合,補強真實世界裡的資訊顯示與互動環境經驗。

MR 混合實境

混合實境包含AR以及VR,MR將虛擬世界與真實世界混合在一起,使用者眼前所見到的環境同時包含有現實的物理實體,以及虛擬訊息同時呈現。微軟的HoloLens 眼鏡的鏡片可透視,因此並不會隔絕使用者與所處外在的現實環境,所需的虛擬物件與資訊窗都會投射在鏡片上予使用者檢視,使用者可以透過現實生活中的動作改變虛擬世界,這就是AR 與MR不同之處。

圖一、混合實境說明圖
(圖片來源:BOM, Virtual reality,Augmented reality: Hype? Or serious business?,P4.)

可能於哪些領域發展?

高盛提出九個可能應用發展的領域,其中遊戲產業占比最大,在醫療、教育、軍事工程...等,都將是下一波虛擬現實發揮效益的空間。諸如:軍事上可以為發展士兵射擊實境演練,在交通上可以模擬駕駛道路行駛經驗,在醫學上以虛擬外科手術代替觀摩實習...等,AR 比VR 有更強的人機互動能力,這些項目的確可能在技術克服後,為各產業帶來飛躍式的經濟成長。

圖二、高盛預測虛擬現實可能領域的效益
(圖片來源: Goldman Sachs,Virtual & Augmented Reality: The Next Big Computing Platform?, P17.)

台灣AR教育應用

透過科技的輔助,學習將不受時間和空間的限制,數位化或互動式的學習開啟學習環境的新局面,運用VR / AR為學習輔助工具時,強調有三維空間的學習內容、即時性的回饋、模擬現實學習中無法呈現的內容。目前擴增實境在台灣已廣泛應用於不同的學科中(如數學、物理、學、生物、地球科學、醫學等),如DNA 雙股螺旋、化學分子結構3D圖形等的擴增實境,藉以提升學習興趣及提供更具全面性地了解巨觀與微觀之間的關係。

圖三、台灣AR教育應用
圖片來源: udn 新聞片段

台師大與萬芳高中合作讓平面教材立體化,將互動式擴增實境學習輔具應用於高中教科書,包括生物、化學、物理、地理等科目。教師便可應用其於教學活動中,提供一個創新學習管道,讓學習者去體驗不一樣的學習過程。

透過AR實踐沉浸式學習環境

擴增實境加入虛擬物件解決在學習領域上的問題,用來彌補平常現實環境中不易呈現的虛擬資訊,利用AR可結合虛擬以及真實物件的特性,使某些科學領域的抽象概念得以學習。為學習者打造一個虛擬的學習空間,這個虛擬空間包含了3D等現實難以呈現的學習內容,學習者可以「沉浸」於不同的環境進行學習,透過這樣的經歷,學習者的技術及理解能力獲得更大的進步。

不只是一般校園的學習,AR也可運用在工業4.0,AR眼鏡可以透過影像疊合,讓學習者以第一人稱視角觀看機器操作程序,體驗真實操作,提升教育訓練效果。

AR/VR技術也是醫療教育選擇的趨勢,在傳統醫療教學上,因為許多限制,降低了手術可參與人數或是實際參與狀況,利用VR可讓學習的醫生也能像處於手術現場一樣觀看手術教學的進行。又或是模擬虛擬現實的手術操作或人體器官教學應用,透過AR/VR就可以進行沉浸式學習並體驗虛擬手術操刀的感覺,藉以提高現實中手術的準確性。諸如虛擬實驗室、虛擬逃生訓練、虛擬維修訓練...等都是未來產業發展關鍵。

教育下一步、產業一大步

高盛指出VR / AR技術有潛力成為教育領域的教學工具,且能夠革新教育的受教方式,若以提供美國K-12 教育相關課程做軟體發展,也預期將有66億的軟體商機,各大學也開授相關AR技術相關課程;

圖四、過去預測VR收益與2016年實際收益
(圖片來源:BOM, Virtual reality,Augmented reality: Hype? Or serious business?, P14) 

根據BOM的市調在開發商方面,2016年的收入低於預期,這與國際市場預期相違,許多開發商正經歷新市場開發的痛苦期、需求市場較低且成長較慢,但是在2016年的Pokémon GO卻超過原有預期表現達到39億美元的表現,由此可見,AR的發展仰賴完善的基礎設施、工具、平台以及內容,最後透過使用者創造經濟價值,如何開發優化VR / AR價值鏈,是產業鍵及內容開發商的重要課題。

作者:許永萱 / 龍華科技大學遊戲系講師

延伸閱讀:
  1.  "Virtual & Augmented Reality: The Next Big Computing Platform?," Goldman Sachs. 
  2. Virtual reality,Augmented reality: Hype? Or serious business?," Brabant Development Agency (BOM).

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