【元宇宙】虚拟协作的未来

互联网引入了大量应用程序，使远程协作变得越来越复杂。电子邮件使经济进入近乎实时的团队合作阶段，但新技术有望释放沉浸式协作工具

电话会议进一步促进了组织内部以及与合作伙伴和客户的协作。受 2020 年疫情需求的推动，电话会议工具现已普遍使用。与此同时，各种协作平台应运而生，促进了各种类型的团队合作。

扩展现实 (XR) – 增强现实和虚拟现实 (AR 和 VR) – 元宇宙 和 数字孪生 现在有望释放出更有效的协作工具形式。这些新技术可实现直观的视觉和听觉环境，从房间和参与者的简单图形表示到让用户完全沉浸在 应用程序 中的逼真环境中。

在此基础上，空间计算将逐渐将用户从 笨重的界面 中解放出来，这些界面会分散用户的注意力，而且通常需要培训。相反，用户的虚拟环境将使用户能够以类似于现实生活行为的方式自然地进行交互。

声音和视觉将提供方向性理解，传感器融合将为虚拟环境添加来自现实世界的环境、设备和系统数据层。越来越准确和真实的实际物体和现象的表示将模糊现实世界和虚拟表示之间的界限。事实上，现实世界设施中的团队成员可能会使用 AR 或 VR 与其他团队成员虚拟共享此环境的可视化效果。例如，现场技术人员可以几乎无缝地与指挥中心的专家共享现场条件。

当前头显面临的挑战

Headwall 是一家 AR 和 VR 增强型指挥控制中心应用程序提供商，该公司首席执行官 Geoffrey Bund指出，头戴设备尚未赶上媒体炒作的步伐，而媒体炒作已将 AR 和 VR 推向了下一个计算环境。至少对于大众市场而言，这项技术的普及还需要一段时间。

Bund 援引了The Verge记者 Nilay Patel 的观点，他认为“你必须向人们提供很多价值，才能让他们看到一些东西”。Bund 补充道：“到目前为止，头显的尺寸、重量和功率问题阻碍了消费领域预期的指数增长，因为价值还不够。”

《元宇宙：它将如何彻底改变一切》一书的作者马修·鲍尔也持这种观点。“可以公平地说，这项技术比许多消息灵通、财力雄厚的公司预期的要难得多，”他说。

Ball 列举了许多应用领域，包括土木工程、工业设计、工作场所培训等，在这些领域，XR 已不再罕见。但他在 2023 年指出：“很难说有足够多的消费者或企业相信当今市场上存在‘杀手级’ AR/VR/MR 体验。”

芬兰商务署信息和通信技术高级顾问 Jani Jokitalo 也认为有必要改进显示屏。其中一个顽固的挑战是减少头戴式头显用户可能经历的恶心感，这显然是有效协作的障碍，尤其是长时间协作。部分感觉是由视觉辐辏调节冲突引起的。

聚散 是指眼球的旋转，以提供现实世界物体的立体图像，而调节是指聚焦于图像以创建清晰的图像。在现实世界中，人类可以同时进行这两种调节。然而，在虚拟世界中，聚散和调节往往不匹配，导致 虚拟现实晕动症 。包括变焦镜头在内的新显示技术可以克服这种不匹配，但这些技术需要成熟。

另一个考虑因素是头显的重量以及重量的平衡，这样设备就不会前重后轻。用户必须平衡重量和肌肉力量，长时间使用会让人精疲力竭。Jokitalo 表示，“重量、小型化、计算能力、电池容量、能耗和散热等技术因素”需要改进，同时还要考虑“可用性、舒适度，最重要的是成本”。

Headwall 的 Bund 还列出了将影响未来协作的发展。头戴式头显技术正在快速发展，Bund 认为用户能够通过头戴式头显内的摄像头观察周围世界是一项重要优势。

首先，如果用户能够意识到自己的物理环境，避免伤害自己或损坏物品，那么使用头显时会感觉更舒服。其次，对于混合环境中的协作尤其重要，用户仍然可以看到他们的团队成员或同事，因此仍然可以进行相对自然的互动。

此外，改进的手眼跟踪功能将使系统能够收集数据，从而帮助与虚拟对象进行交互并呈现与协作相关的图像。最后，添加详细的面部特征（包括表情和眨眼）可以提供团队成员的反应，从而促进直观的交互。

沉浸式技术的发展日新月异，其功能也将不断增强，从而实现更完善和全新的协作形式。多项技术的发展将同时推动 XR 设备成为真正沉浸式的应用，将越来越多的信息整合到一个连贯而全面的交互式环境中。

AR 和 VR 之间的区别越来越多地被归结为技术和概念讨论——就实际目的而言，AR 和 VR 结合在 XR 和 MR（混合现实） 应用中。

模拟真实环境

芬兰研究与技术组织VTT 的智能制造负责人 Karoliina Salminen认为， 有效的持久性是一个关键方面 ，并认为数字世界和物理世界“必须根据当前和个人需求自主融合”。要做到这一点，她说，“保持对物理世界、虚拟世界和用户的态势感知”至关重要。

问题是，目前的技术还不够成熟。另一个考虑因素是这三个方面（物理环境、虚拟景观和用户）之间的沟通，以及迎合当前情况和用户试图完成的任务的能力。

Salminen 还指出，需要在用户之间建立自然的沟通和有效的协作——能够尽可能自然地感知和体验合作伙伴的周围环境，以紧密贴合面对面的现实世界互动。“共享现实”是这个背景下的关键词。

目前的 AR 和 VR 技术允许在交流中共享许多视觉和语言方面的内容，但缺乏对其他感官的共享。在现实世界的协作中，团队成员会同时全面地体验环境——因此许多体验不需要明确提及或说明。

例如，当共享依赖于口头和明确的交流时，设备表面的质地或环境的温度可能难以评估，这意味着在虚拟协作中，对问题和好处的直观和内在理解可能会受到影响。隐性地分享体验信息是一项挑战，但也是改善协作的关键方面。

迈向空间计算

自然协作的进步代表着向日益复杂的空间计算的转变。这一概念可以追溯到 2003 年，当时麻省理工学院研究员 Simon Greenwold 发表了《 空间计算》 ，这是一篇概述与数字设备交互的新概念的文档。

“空间计算是人类与机器的互动，其中机器保留并操纵真实物体和空间的指称。这是让我们的机器成为我们工作和娱乐中更全面的合作伙伴的重要组成部分，”他写道。

空间计算是日益沉浸式环境的垫脚石，它将以直观的方式将物理世界和虚拟世界连接起来。虚拟世界中的界面技术将实现与数字创建环境的无缝交互。元宇宙中的输入选项 以及声音和触觉体验的进步将使用户能够真正沉浸式地体验虚拟世界，使他们与数字景观融为一体。这样的环境可以 为培训和协作 开辟新的机会。

培训应用程序不仅可以直观地提供理论知识，还可以教授身体动作，甚至通过重复提示动作来建立肌肉记忆。这种身体参与将进一步促进研究工作、产品设计和操作任务方面的合作，这些只是空间计算将受益的几个领域。特别是，空间计算可以实现与物理系统和对象的无缝远程交互。例如，工人可以操作机器，研究人员可以操作实验室设备，外科医生可以合作完成具有挑战性的医疗程序。

同样，空间音频可以创建沉浸式环境，增强甚至创建提供真实性和各种信息层次的景观。例如，当定向声音有助于识别说话者时，可以更轻松地跟踪对话。机械噪音可以揭示设备的位置。声音位置的变化和声音的调整可以提供运动信息，例如模仿过往汽车发动机噪音的频率变化。

空间计算还可以建立环境映射、融合越来越多的传感器数据，以及在虚拟环境和叠加元素和对象内实现更无缝的交互。当然，人工智能 (AI) 将在此背景下发挥作用，利用数据渲染环境和视觉效果。例如，在娱乐应用中，AI 将创建个性化的应用程序和故事情节。在专业应用中，AI 将建立信息层，以灵活满足运营和组织需求。

《进入元宇宙》一书的作者兼《空间计算：一场人工智能驱动的商业革命》一书的合著者Cathy Hackl认为，市场目前正在经历“从移动计算到空间计算的演变——超越屏幕的计算”。

她指出：“它开始理解物理世界，并进一步扩展计算能力。空间计算将使设备能够以前所未有的方式理解世界。它将改变人机交互，最终每个界面——无论是汽车还是手表——都将成为空间计算设备。”

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