翘首以盼的 2021 NIO Day 如期在苏州举办，本届NIO Day上，蔚来发布了重磅车型智能电动轿跑ET5。对于关注科技领域的我来说，最让我耳目一新的是，ET5将搭载应用AR/VR技术的蔚来全景数字座舱PanoCinema。虽然AR/VR技术并不算多新的技术了，但是首次把它与车内的数字座舱结合带来全新的视觉体验还是第一次听说。

　　我首先能够幻想到的场景就是钢铁侠托尼·斯塔克在他的机甲头盔里所看到的酷炫场景了，亦或是失控玩家里的超能NPC，带上眼镜仿佛进入了一个前所未有的游戏世界。这些酷炫的电影场景给了我很多启发，也让我对蔚来此次发布的车内虚拟现实技术有了更多的期待。

　　首先我们看看NIO Day 上蔚来公布了哪些有关AR/VR的信息，据悉蔚来与创新AR设备企业NREAL联合开发了专属AR眼镜，可投射出视距6米，等效201英寸的超大屏幕，重量仅为76g，是目前最轻的量产AR眼镜，角分辨率达到49ppd，90Hz刷新率，自由度为3DOF；

　　还与NOLO合作研发了NIO VR Glasses，是全球首款汽车专用VR设备，搭载超薄Pancake光学镜片，可实现双目4K显示，自由度为6DOF，亚毫米级空间定位技术。另外，10.2英寸数字仪表采用HDR高动态范围图像技术，让图像栩栩如生。通过搭载前沿的硬件系统、持续的软件研发和内容拓展，配合全新256色数字光幕氛围灯和7.1.4杜比全景声音响系统，PanoCinema在ET5这样一个专属空间内，将带来独特的全感官沉浸体验。

　　虽然我们大多知道AR和VR能呈现什么样的效果，但是可能并不清楚其中的科学原理，并且发布会说了一大堆看不懂的数据参数也着实让人一头雾水，接下来我就对这两种技术做一个简单的概述，并且让各位理解其中的参数到底表达什么意思。

　　AR--增强现实(Augmented Reality)指通过计算设备对现实环境的实时感知和计算，将文字、图片、视频等3D内容和信息叠加在现实世界中，具有虚拟现实融合、实时交互、三维注册三大特征。

　　在AR中，一般出现的虚拟对象通常都是以二维平面信息为主，这些信息甚至可能与我们眼前所看到的事物无关，其功能也是在不影响视线的前提下起到提示的辅助作用，所以这些虚拟信息和对象无论我们往哪个方向看它都是固定在同样的位置。

　　SLAM(即时定位与地图构建，Simultaneously Localization And Mapping)是目前在现实环境上呈现虚拟对象的最有效方法。SLAM可同时根据传感器所处的环境来定位传感器并同时绘制环境结构，该技术在无人车、无人机和机器人等领域也同样起着核心作用。

　　SLAM通俗一点的理解是把你“空投”到一个陌生的环境中，你要解决“我在哪”的问题。这里的“我”基本上等同于相机或者眼睛，“在”就是要定位(即localization)，“哪”需要一张本来不存在的需要你来构建的地图(就是mapping)。你用眼睛或相机一边走，一边对周边环境进行理解(建图)，一边确定在所建地图中的位置(定位)，这就是SLAM了。

　　基于识别是指通过摄像头来识别视觉标识或对象，例如二维码或图片，只有当设备感知到相应标志是才能将虚拟对象进行覆盖。目前基于图片定位的AR是最为成熟的技术，广泛运用在各个地方。

　　与基于识别相反，基于未知的AR技术更依赖于GPS、数字罗盘、速度计或加速度计来提供关于位置的数据，并根据这些数据来激活AR可视化。目前智能手机中的位置检测功能可以轻松访问这种AR技术，从而使其变得非常流行。

　　VR--虚拟现实(Virtual Reality)，是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。

　　VR的本质，是通过技术手段为用户“伪造”现实感。如何判断是否真实呢？有几个衡量标准：

　　第一是即时交互，也就是延时低，主要取决于VR设备的处理器和网络性能。比如头戴VR设备如果延时稍微高一些，人就非常容易头晕目眩。

　　第二是三维空间感，也就是用户对VR的体感要真实。比如头戴设备不能太重，镜头的视场角要够大以提升沉浸感，同时图像的刷新率和清晰度都要高，不能产生畸变以保证线自由度，以保证用户获得更好的空间体验。此次蔚来给出头戴式VR眼镜就达到了6自由度，具体什么含义我们稍后再说。

　　第三，就是自我投射了。毕竟我们用VR设备大多是为了娱乐游戏，此次蔚来提出车内VR眼镜的概念应用场景也是在停车小憩的时候使用的，所以会设计哪些游戏场景或是娱乐项目就有待进一步考究了。

　　此次NIO Day虽然没有太展开描述这两种眼镜的应用场景但后续通过和内部人员沟通了解到，此次发布的AR/VR眼镜都是供给乘客来使用的，不是用于给司机提供道路和车辆信息的，AR眼镜是乘客可以在行车过程中无聊时带上享受一种更加沉浸式的体验，AR眼镜的算力是通过车机实现的，并且需要有线充电，李斌也说有了AR这块虚拟大屏，车上也就不用设置那么多块车机屏幕了，也许这也是一种降本的手段吧。

　　VR眼镜呢是在我们停车休息时给予我们的一种新的娱乐选择，未来车将成为我们生活的第三空间，那么可以设想外出旅行累了的时候，三五好友带着VR眼镜沉浸K歌，小朋友可以带着VR眼镜看动画片，沉浸在童话世界里。这些场景会逐渐提升我们出行的幸福指数与娱乐体验。相信这是一种很美好的畅想与憧憬。

　　在这次发布的两款眼镜中都同时提到了一个技术参数：自由度，AR眼镜是3自由度（DOF），VR眼镜是6自由度（DOF），那么自由度究竟是代表什么含义呢？

　　自由度（DOF 即degrees of freedom），指的是物体在空间里面的基本运动方式，总共有6种。任何运动都可以拆分成这6种基本运动方式，而这6种基本运动方式又可以分为两类：位移和旋转。

　　旋转运动：前后翻转（roll）、左右摇摆（pitch）以及水平转动（yaw），如下图所示：

　　在每个DOF里，有两个不同的方向。举个简单的例子，像我们平常乘的升降电梯就是1DOF，因为它只能在Z轴上下移动；车轮也是1DOF因为只能顺时针或者逆时针旋转。

　　答案是3DOF，因为它无法像电梯那样上下移动，只能在二维地面上平移，并且它无法像飞机那样纵摇和垂摇，只能以一种方式旋转即沿Y轴横摇，所以2DOF+1DOF=3DOF。

　　事实上，无论多复杂，物体的任何可能性运动都可以通过6DOF的组合进行表达。例如在你打乒乓球时，球拍的复杂运动同样可以表示为平移和旋转的组合。

　　3 DOF的设备是指该设备可以检测到头部向不同方向的自由旋转，但是不能检测到头部的前后左右的空间位移；而6 DOF的设备，则是除了检测头部的转动带来的视野角度变化外，还能够检测到由于身体移动带来的上下前后左右位移的变化。下图可以很容易的理解其含义：

　　那么理解完了这个概念我们也就明白了，蔚来的AR眼镜实现3DOF也就是表明在行驶过程中头部任意旋转都可以看到虚拟屏幕所显示的信息，VR眼镜实现6DOF也就是说可以在车内全方位运动不受任何限制。要知道3DOF的设备就可以用来看VR电影和进行一些轻度VR游戏了，6DOF可是目前市面VR游戏设备里的主流了，可以深度和虚拟场景进行交互，带来更真实的沉浸体验。

　　此次蔚来在选品牌合作时不知是格外细心还是巧合，AR和VR的两家合作厂商品牌名也都是N为开头的，冥冥之中意味着NREAL+NOLO共同打造蔚来的全新虚拟座舱体验，这两家公司到底什么来头呢？

　　NREAL公司成立于2017年,总部位于北京,并在无锡建立了产业化基地。NREAL创始人兼CEO徐驰曾表示,“我们是第一个把AR设备做到普通眼镜大小、第一个打通了AR眼镜跟手机生态的连接,同时也是第一个实现消费级AR眼镜商业化落地的公司,在这个领域,我们既是行业的创新者,也有机会成为引领者。”

　　2021年9月,NREAL 在国内发布了更轻、更小的第二代产品 “NREAL Air”,仅重76克,更适合随时随地的通过虚拟超大屏观影、游戏等娱乐体验。估计此次蔚来与其合作的产品也是基于NREAL Air，相当于一个联名款。

　　NOLO 是北京凌宇智控科技有限公司旗下专注于VR/AR领域集研发、生产、制造、销售于一体的VR品牌。“NOLO”源于英文单词Technology（技术），2021年2月，NOLO 完成2000万美元B轮融资，由蔚来资本领投，可见蔚来在虚拟座舱领域早有布局。

　　NOLO的核心技术是一种高精度、高刷新率、低延时、超低功耗、小体积的6自由度的声光电混合空间定位技术，这项技术被命名为“PolarTraq”，也正是后来NOLO最引以为傲的核心技术。

　　这两家公司成立时间虽然都不长，但好在选了一条很专的赛道，并且凭借过硬的技术得到了蔚来的青睐，我想这也是一种双赢的合作，蔚来会带给这两家初创公司更高的知名度与资本扶持，帮助这两家创业团队能够在AR/VR领域大显拳脚。竞博注册

　　NIO Day结束了，蔚来再一次带给我们一次精彩的盛会，我想车在未来一定是充满各种可能性的，蔚来把虚拟现实技术和增强现实技术融合到了汽车的数字座舱之中是一种大胆和新鲜的尝试也是许多人做梦幻想过的场景，我很高兴看到未来的车是多样的，不拘泥于现状的，也是更为用户出行场景而服务的。不知道这次AR/VR会带给用户怎样的现实体验，也不知道接下来的一年会不会再次成为车内虚拟现实技术的内卷之年，我们期盼着这种新颖的技术融合能带给我们更多的思考与想象，也许蔚来的元宇宙从这一刻诞生了。