空间计算:意义和好处

对空间计算感到好奇吗? 与我们一起探索这个迷人的领域,物理世界和数字世界融合在一起,具有重塑人机交互、体验和行业的新潜力。

空间计算是一种系统,它结合了人类的自然动作作为计算机控制的输入,同时使用感知的 3D 空间作为绘制文本、图像和视频的画布。

这些自然的人类行为包括手势、言语、头部运动以及从 A 点到 B 点的身体移动。因此,空间计算机融入了用户的物理环境。

这篇文章着眼于空间计算技术及其对人机交互未来的影响。 它揭示了市场的优势、挑战、应用和新兴趋势。

什么是空间计算?

空间计算是一个不断发展的概念,它使用新的硬件集模糊了现实世界和虚拟世界之间的界限。 空间计算本身并不是一项特定的技术。 相反,它是一个总括术语,将虚拟现实 (VR)、增强现实 (AR)、混合现实 (MR)、物联网 (IoT) 等众多技术结合在一起,形成一场技术革命。

美国市场 据估计,当前空间计算和物联网市场规模为 120 亿美元,预计到 620 年将增长到 2032 亿美元。 预言市场洞察 (PMI)然而,预计市场规模为 87.5 亿美元,2032 年预计为 516 亿美元。

通过提供一种新的人机界面方法,空间计算机使其用户能够获得许多原本不可能实现的好处。 这包括教育、建筑、工业设计等领域增强的 3D 沉浸式用户体验。 然后,还有游戏和其他类型的娱乐,以及其他即将推出的解决方案。

空间计算也面临着使其大规模采用变得更加困难的挑战。 这些挑战之一是空间计算机通常所需的专用硬件成本高昂,这反过来又导致使用、体验、研究和开发水平较低,从而减缓了行业的整体进步。

空间计算如何工作?

空间计算与其他计算方法的不同之处在于它关注用户环境。 空间计算机致力于根据用户的位置和方向一致地重新创建其输出显示。

虽然创建空间计算机没有固定的方法,但为了实现根据用户的身体活动不断演变反馈的目标,需要执行以下步骤。

  1. 感知环境:空间计算机包含传感器和摄像头,可捕获用户环境中的信息以进行进一步处理。 假设用户戴上头盔,那么该头盔将包含传感器来了解用户何时面朝南、北等。 根据应用程序,设备可能会进一步从环境中拾取图像以进行进一步处理。 还有深度相机可以轻松识别和测量 3D 物体。 
  2. 绘制环境图:通过传感器捕获数据后的下一步是创建用户环境的 3D 表示。 这个过程称为空间映射,其用途有很多,包括运动规划、避免碰撞以及更好地融合物理世界和虚拟世界。
  3. 叠加数字内容:根据应用程序,数字内容现在覆盖在现实世界视图上。 虚拟现实系统将覆盖整个空间地图及其所有对象、图像和文本,而增强现实和混合现实系统将在特定位置附加所需的虚拟内容。
  4. 处理用户输入:现在界面已显示并处于活动状态,系统进入循环等待用户输入。 这些输入可以来自物理运动、手势、语音命令、特殊控制器或用户用来导航系统或操纵其对象的任何其他输入方法。 每个用户输入都会被捕获并进行适当处理。
  5. 实时调整:最后一步是重新渲染数字内容以包含新的用户输入或其效果。 这可能包括小事件(例如为单击的按钮设置动画)到更广泛的操作(例如切换模式、更改场景、加载新的子例程等)。

空间计算的好处

空间计算对于个人和商业用途有很多好处,以下是主要的好处。

  • 身临其境的体验:具有更自然控制能力的虚拟和增强现实反馈可以为计算机用户提供比其他形式的计算更好的体验。 这包括工作、教育、娱乐和其他用途。 例如,Apple Vision Pro 允许您将应用程序以首选尺寸放置在自己的空间中。
  • 现实世界意识:空间计算通过代表用户的物理环境来保持对现实世界的感知。 此功能可以轻松地将计算与其他物理任务(例如骑自行车)结合起来。
  • 更好的理解:通过以自然的方式提供交互式 3D 模拟和模型,空间计算可以更轻松地理解复杂的概念。 这一优势使得培训和教育应用更加有效。
  • 增强的用户交互:空间计算不限于键盘、鼠标或触摸板输入,因为它利用手势、语音命令、眼睛和物理运动作为输入。
  • 更好的可视化效果:设计师、工程师和建筑师可以使用空间计算在沉浸式 3D 环境中更好地可视化他们的产品和创作。 这种好处可以提高生产率。
  • 降低开发成本:虚拟 3D 原型设计和测试无需开发物理原型,从而降低产品的开发成本。
  • 创新与颠覆:通过颠覆计算机是什么和不是什么的概念,空间计算也正在推动创新,创造出比现有技术和服务更有价值的新技术和服务。
  • 远程协作和服务:空间计算使团队可以更轻松地进行远程协作,就像在同一物理空间中一样。 这同样适用于服务提供商及其客户,例如远程计算机支持。
  • 增强娱乐:毫无疑问,基于空间计算的娱乐市场巨大,尤其是空间(AR 和 VR)游戏。
  • 物理:结合实体和数字存在的营销活动(物理的)将很容易从空间活动中受益。

空间计算技术

空间计算运动建立在现有技术的基础上,并自行发展新的技术。 然而,该行业仍在发展中,因此预计未来会有更多创新。 以下是空间计算行业的当前技术和趋势。

  • 手部追踪:这是使用手部动作或手势作为计算机的输入。
  • 可穿戴设备和触觉:向计算机提供输入或向用户提供反馈的服装物品。
  • 语音控制:能够通过语音命令或告诉计算机做什么。
  • 眼动跟踪:监控眼睛的方向和运动作为计算机输入。
  • 虚拟现实(VR):向用户展示一个完全虚拟的世界。
  • 增强现实(AR):虚拟元素在物理视觉上的显示或叠加。
  • 混合现实(MR):AR和VR显示模式的结合。
  • SLAM:同步定位和绘图。
  • 3D相机:获取对象大小和距用户的距离。 Apple 的 Vision Pro 可让您以 3D 沉浸式方式捕捉空间图像和视频。
  • 空间人工智能:将人工智能集成到空间计算应用程序中,以自动完成许多工作。
  • 空间映射:创建用户环境的数字 3D 地图。
  • 空间音频:增强沉浸式体验的 3D 音景。
  • 空间协作:共享物理空间中的多个用户与数字内容的交互。
  • 空间分析:分析空间数据以获得见解的过程。
  • 边缘计算和 5G:两项技术可通过减少延迟和带宽来极大提高空间计算性能。

空间计算的应用

以下是您可以应用空间计算概念或创建颠覆性应用程序的不同行业的快速列表。

  • 个人电脑:从浏览网页到看电影、拍照、聊天、参加视频会议, Apple 的 Vision Pro 凭借其visionOS 开创了个人空间计算的先河。
  • 健康防护:从医疗培训到手术协助和远程咨询,空间计算可以帮助提供更真实的模拟以及有关患者的详细、准确的信息。
  • 设计:从产品设计师到建筑师和城市规划师,空间计算可以提供更高效的创造性工作方法。 它还可以提供更好的虚拟演练、产品演示和艺术展览。
  • 教育:空间计算是交互式学习应用的理想技术,因为它可以轻松地使用 3D 沉浸式方式探索主题或重现历史事件。
  • 游戏与娱乐:从沉浸式游戏到图片、声音和视频的混合现实解决方案,空间计算在游戏和娱乐中的应用非常广泛。
  • 便利店:虚拟试穿和产品可视化可以让客户看到服装、化妆品和配饰在他们身上的效果。
  • 生产:通过空间计算可以有效减少原型设计、工程成本和时间。
  • 不动产:潜在的租户和买家可以虚拟地参观他们感兴趣的房产。此外,家具应用程序可以帮助展示房产在家具齐全后的外观。
  • 旅游业:交互式增强现实指南可以为游客提供有关地标和其他有趣地点的详细信息,为游客提供良好的价值。

空间计算的挑战

空间计算的不断发展也面临着挑战,因为设计者和构建者在构建未来的空间计算机时试图准确地弄清楚什么有效、什么无效。 以下是主要挑战。

  • 安保行业:所有计算或技术系统都存在一个或另一个安全缺陷。 这是不可避免的。 因此,开发者只能希望在安全问题公开之前发现并解决它们。
  • 价格:与台式机和智能手机相比,空间计算硬件相对昂贵。 这限制了它对某些行业、用户、技术和教育目的的适用性。
  • 编程挑战: 作为一种新的计算机方法,空间计算提出了新的编程挑战,例如准确跟踪、逼真的渲染和输出显示、数据安全性以及其他所需技能。
  • 地理隐私: 空间计算依赖于用户的位置来运行,这引起了隐私问题。
  • 关于上海赛睿克及 SCIREQ:空间计算面临的另一个重大挑战是虚拟现实成瘾问题。 以非沉浸式智能手机为例,它增加了用户的依赖性。 现在,考虑一下空间计算的沉浸式世界,这肯定会给年轻用户带来更多的成瘾问题。

著名的空间计算品牌

虽然像开创性的谷歌眼镜这样的可穿戴耳机项目已经失败,但还有其他项目和品牌正在开发空间计算解决方案。

空间计算常见问题解答

以下是有关空间计算及其相关技术的一些常见问题。

问:空间计算是如何工作的?

答:它融合了用户的虚拟世界和物理世界,同时通过 AR、VR 和 MR 技术实现沉浸式交互,从而增强体验。

问:AR、VR 和 MR 与空间计算有何关系?

答:AR是增强现实,VR是虚拟现实。 这两种技术都用于空间计算显示,并且可以组合为 MR 或混合现实。

问:空间计算安全吗?

答:每个计算系统都有其风险。

问:空间计算会取代台式机和移动计算机吗?

答:没有人能够预测未来。 但它肯定会开拓自己的利基市场。

问:空间计算是否可以在没有专门硬件的情况下实现?

答:是的,您可以使用支持 AR 的智能手机体验基本形式。 但只有使用专门的硬件才能获得最佳结果。 

结论

我们已经结束了这篇关于空间计算以及我们与计算机交互的未来的文章。 正如您所看到的,这项技术仍在不断发展,许多令人兴奋的产品仍在开发中。

空间计算不仅仅是一项技术进步,更是一项技术进步。 它为我们所有人带来了新现实的希望。 未来,物理世界和虚拟世界的所有计算能力将融合为一个现实,并像一台触手可及的设备一样触手可及。 电子人 – 随心所欲地对待他们。

纳姆迪·奥克克

纳姆迪·奥克克

Nnamdi Okeke 是一位喜欢阅读各种书籍的计算机爱好者。 他偏爱 Linux 而不是 Windows/Mac,并且一直在使用
Ubuntu 从早期开始。 你可以在推特上通过 邦戈特拉克斯

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