珠宝行业最全面VR图文科普：VR虚拟现实与珠宝产业变革！

本期内容曾分享在【珠宝科技创新群】

根据语音和图文整理

今天分享的主题是【VR虚拟现实与珠宝产业变革】。为了叙述方便，我把虚拟现实、增强现实和混合现实，简称为VR，也就是简称为虚拟现实。其实这几个技术有很多相似的地方，也有很大的不同，后面会分别讲述。

我们珠宝行业是非常传统的行业，为什么要了解新技术、了解新趋势？因为新技术正在带来一场风暴，一场革命，正在打破传统的平衡，创造新的秩序。未来我们珠宝从业者，每个人，都会融入到在这个生态里面，没有人能例外。

对每个人来说，自我完善来源于认知，没有认知就没有求新意识、也就不会有创新的能力。新技术、新科技不是来颠覆我们的，而是来帮助我们的，它会是为我所有的，强大工具，它能延伸我们的能力、提升我们的效率。所以没有必要恐惧和排斥。

VR，虚拟现实是人类一项了不起的发明，它对未来的计算机、网络、通讯以及人们之间的交流和沟通会产生革命性的影响。在VR生态里面，我们可以实时感受到全3D场景和环境，能通过视觉、语言、表情、肢体动作等方式向计算机发出指令，并立即得到它回应。也就是说，我们可以用更加自然的、符合人类习惯的动作与计算机或者另一端的用户进行实时互动，这从根本上改变了人类使用电脑的方式。

VR，应用了复杂的、跨学科的理论和技术，涵盖了：计算机、网络通讯、图形图像、光学、传感器、人机交互、生命科学、心理学等领域。目前全球有上千家公司致力于这发面的研究和开发，虚拟现实、增强现实和混合现实技术越来越成熟，有些已经开始进入商用领域。

虚拟现实技术会成为下一代互联网，或下一代的计算平台。这不是一个单项技术的创新，而是整个互联网生态的全面升级。它的影响范围巨大，包括：电子游戏、互动式娱乐、电视与视频直播、交互式电影、零售业、建筑业、医疗健康、教育、军事、制造业等等。VR与跟珠宝行业相关的内容，主要应用在珠宝的3D设计、交互体验、数据采集和先进制造四个环节。

一、VR硬件正在快速实现小型化、轻量化

1962年世界上第一台VR设备问世，这台设备的名字叫“Sensorama”，用户需要坐在椅子上，把头伸进设备内部，通过三面显示屏来形成空间感，来进行虚拟现实的体验。我们看这个设备很庞大，很笨重。

到了1968年，计算机图形学和虚拟现实之父——著名科学家艾文 苏泽兰设计了第一款头戴式显示器，命名为“Sutherland（苏泽兰）”。但是，因为当时技术限制，整个设备相当笨重，需要从天花板上下垂支撑杆连接才能使用，这个设备的造型独特、怪诞，也被用大家戏称为悬在头顶上的“达摩克利斯之剑（The Sword of Damocles）”。

VR进化路线图：PC式、便携式、手持式、可穿戴式设备

上面这张图很有意思，VR硬件技术的发展，迟早会从笨重的仪器，发展到轻量化的眼镜设备，手持式的手机迟早会被颠覆。为什么未来主流VR设备会佩戴到眼睛和耳朵部位？而不是佩戴到下巴壳子和后脑勺上？道理简单，视觉和听觉是人类最发达的感知器官，我们获取的外界信息绝大部分是通过视觉和听觉来完成的。所以佩戴在这两个部位最有利于我们获取信息、实现交流。

由于一些VR设备需要PC作为硬件支持，同时还需要有移动性，所以一些虚拟现实开发商就把PC放在背包里，像双肩背一样背着，使用电池为PC供电。我们看到现在的VR展会或者商场里的VR体验区里经常见到这种设备，比如：虚拟现实对战游戏、室内装饰设计展示和商业空间的漫游式购物等等，都会对VR设备的移动性有一定要求。就是你得能运动，而不能在那站着。

下图：带着“辫子”的VR设备

早期的VR设备，需要使用一根信号电缆来连接头盔和主机。人们戴上头盔以后，连线就像一条辫子，大大限制了用户的移动性、灵活性。目前已经出现了使用无线传输设备连接头盔和PC主机的方案。这种方案可以在移动状态下也能获得很好的计算性能。为什么需要很好的性能？那是因为，计算性能好，头显里的显示质量才能提升，计算性能和显示质量是成正比的。

另外，计算机、显示屏、传感器和供电系统也在小型化、轻量化，逐渐出现了可集成在头盔或头显里的一体化设备，也叫VR一体机。最终会发展成什么样子呢？类似下面这张图：

下图：未来的小型化、轻量化的虚拟现实眼镜

这个未来的VR眼镜里集成了：光学成像系统、处理器、存储器、通讯模块、各种传感器和长续航能力的电池。这个眼镜主要负责采集和传递信息，所有的计算全部都在云端，使用超高速移动网络完成通信，可以实时共享全球的云端资源，所有的通讯模块都集成在这个小小的眼镜里。这个时代的人类，已经完全没有了手机的概念，就像现在的九零后不知道什么叫发电报、不知道什么叫BB机一样，手机那都是古代的玩意。

二、简述VR头盔（头显）的成像原理

使用光学摄像机和透镜组，模拟人类眼睛的双目视差成像，使我们产生立体感受。上面这张图是VR视频制作与还原的原理图。我们看上图左边的部分，双目摄像机从不同角度记录场景影像，形成视差图像。图片右半部分，在VR设备中分屏显示左右场景，同时，人的双目视线分别观看左右场景，模拟视差成像，最后由人脑合成出立体的感受。

上图：VR硬件通常装置在头显（或叫头盔）中，用户体验时，戴上头显（头盔），在三个轴向上移动或旋转，VR硬件中的传感器获取运动数据（传感器：陀螺仪、加速度计和磁力计），并传输给计算机，实时渲染出与真实运动相匹配的3D场景，呈现在VR显示屏上，也就是说，用户的连续运动，能得到完全一致的图像响应，这样，体验者就能获得连续、真实的立体感受。

下图：一个VR头显的结构图

常见的增强现实眼镜显示技术

上图，我们主要看竖线左边的部分。真实场景通过平面型分光镜进入人眼视野，显示屏上呈现的虚拟影像也通过透镜组和分光镜进入人眼视野，二者叠加在一起，同时投射在人眼视网膜上，实现了真实世界和虚拟影像的合成。这张图右半部分属于技术分析，这里不做讨论。

三、VR的分类

为了容易理解，我们在这不做严谨的科学分类，只说最容易理解的分类。

虚拟现实有着不同的发展阶段和应用领域。从运行原理上分主要有VR、AR和MR三种，下图：

VR—虚拟现实：是在沉浸式条件下，获得全数字化的虚拟环境。图例：

AR—增强现实：是在真实环境上叠加了一层或多层数字信息。图例：

MR—混合现实：现实与虚拟融合，并能产生相互交互的操作。图例：

我们再来看一下，全球主要VR技术开发商的一张图表：

便携式VR设备主要有三种形式

1、基于手机的，简易式VR设备，下图：三星Gear VR，最大的优点是成本低。

2、自带屏显的头盔设备，如下图：Oculus Rift

3、HTC VIVE

4、自带屏显和微型计算机的眼镜设备，如图：Microsoft Hololens AR

Intel的Project Alloy VR

四、裸眼3D、全息投影和VR的区别

全息投影技术也称为虚拟成像技术，是利用光学干涉和衍射原理，记录和再现物体真实的三维图像的技术。全息投影技术不仅可以产生立体的空中幻像，还可以使幻像与体验者产生互动。

下图：裸眼3D显示技术

裸眼3D最简单的理解就是不用带3D眼镜即可在显示平面里看到三维图形。裸眼3d和全息投影最大的区别是成像原理不一样，效果也不一样。裸眼3D是利用光栅原理进行投影成像的，而全息投影是利用光的干涉和衍射原理来成像的。裸眼3D为了达到最好的3D效果对观看角度和距离都有一定的要求，而全息投影就没有这方面的限制。

下图：全息投影技术

裸眼3D、全息投影与VR的区别是什么呢？裸眼3D和全息投影不需要借助辅助眼镜和头显就能直接观看，裸眼3D需要借助光栅屏幕来成像，全息投影在空气中就可以成像，而VR则需要借助辅助设备（眼镜、头显）才能实现立体成像。这些就是它们最明显的区别。

下图：Magic Leap最著名的一段概念视频截图

五、介绍几种运动跟踪技术

这是由传感器捕捉和跟踪人体动作，再对这些动作进行分析和反馈的技术。主要包括：肢体跟踪、手势识别、眼动跟踪、表情识别、唇读识别等等。人的一举手、一投足，那都是信息，人可以忽略他人的动作，但计算机不会，它是最忠诚的跟踪识别工具。宝珑开发的珠宝大师系统中的虚拟试戴模块，使用的就是手势跟踪技术。

1、肢体跟踪技术：

2、手势跟踪技术：

3、面部表情识别技术：

用于获取人的面部特征，进行身份识别和表情识别，表情识别简单说就是计算机通过计算面部运动特征可以获知人的喜怒哀乐等情绪变化。比如，客户在VR系统里进行可视化选款时，面部细微的表情变化，都可以传递她的情绪信息，比如：微笑、急躁、无表情等等表现，我们借以判断客户对款式是喜好？是无感？还是反感？这就是比较高级的商业应用了。

4、眼动跟踪技术

除了主流的头部运动跟踪、手势识别、面部识别，还有更酷的、更逼真的虚拟现实体验，那就是眼动跟踪技术，它能够追踪人的视线。具体来说，是通过在头显中加入红外传感器，来追踪瞳孔的运动，计算出视点的位置，这意味着体验者不必转动头部，就能移动视角，更符合人的自然习惯。

眼动跟踪技术非常有用。我们通常都认为眼睛主要是用来接受外界信息的，其实，它还能向外传递信息，我们日常生活中所说的：某某某默默的注视着什么什么东西，某某某拼命的向他眨眼、或向他使眼色。这些都是人们使用眼睛主动或被动的向外传递信息。眼动跟踪正是利用传感器来获取这些信息，可以让计算机了解体验者视线的热点，了解他们对场景中的哪些信息更关注。

在珠宝零售店里，这种技术同样能分析客户对款式的关注和喜好程度。比如，眼动跟踪技术能统计客户在某一视点上眨眼的次数。因为人在非常专注的情况下，眨眼的次数会明显降低，不专注的时候，眨眼次数才恢复到正常。我们根据这个规律，对客户感兴趣的款式进行排序或相似款推荐，就能实现到非常棒的客户体验。

六、VR在珠宝行业中的应用

刚才粗略的讲了一下VR相关的基础知识。总结一下：VR实际上就是一种人机交互技术，它向人类传递信息，并能接受人类反馈的信息。这种互动，是人与机器之间的交流，所以叫人机交互。最常见的人机交互设备包括鼠标、键盘、触屏、手绘笔、力反馈设备等技术正在进化，一定会实现更加自然和智能化的交互方式。

珠宝行业目前正在使用VR中的部分技术，比如3D立体显示技术，来展示虚拟款式，有效的降低了实物库存，提升了客户体验。用VR来展示3D珠宝款式，非常立体和真实。VR视觉不同于传统的计算机屏幕视觉。它是真正立体的视觉技术。在VR中，除了能看，还能交互，比如，使用手部的动作，我们可以任意旋转3D珠宝款式，可以实时DIY珠宝款式，还可以进行虚拟试戴、隔空探物这样的非常炫酷的体验。

前面我们也说过，使用眼动跟踪技术，我们可以在3D珠宝款式中，为客户推荐与视线热点最为相似的款式。通过表情识别技术，可以判断出客户对某些款式的喜好程度，通过3D扫描，我们还可以获取人体数据，自动根据客户体型、衣着和脸型推荐3D珠宝款式。在这个过程中，我们可以获取客户信息，积累大数据，为今后的人工智能计算打下了基础。

VR技术还有助于珠宝远程协同设计，也就是说今后的珠宝3D设计是在虚拟现实环境中完成的，它可以让多个设计师同时在异地进行讨论和编辑操作，这种技术在国外很多先进制造业已经广泛应用，比如波音客机，它的很多零件分别由世界各地不同的团队完成设计，通过VR进行远程协同设计和虚拟装配，确保设计达标和装配成功。类似这样的技术，我们珠宝行业未来也一定也会用到。

下图：机械制造行业的远程协同设计场景

虚拟现实、增强现实和混合现实技术，对珠宝零售业的影响非常大。珠宝行业正在从批量现货转型到个性化定制，这不只是技术上的转型，更是商业模式上的转型。传统珠宝零售是贸易，是卖货，注重卖产品，卖结果。而个性化定制是现代服务业，注重卖服务，卖过程。这个过程的核心，就是客户体验！虚拟现实技术在提升客户体验上，起到了举足轻重的作用。必将成为珠宝产业未来的信息化基础平台。

这期的分享，我们只讲述了VR科技的一些皮毛，一些概念性的知识，希望能为我们开启一个认知的窗口，能帮助大家认识到创新的意义，不是应景，也不是噱头，它会和传统珠宝产业发生核聚变，形成珠宝产业新生态。

今天的分享就到这，谢谢大家！