[论文解读] Breaking the Barriers to True Augmented Reality

Christian Sandor, Martin Fuchs+5 more|arXiv (Cornell University)|Dec 17, 2015

Augmented Reality Applications参考文献 21被引用 18

一句话总结

本文提出了「真实增强现实」（True Augmented Reality，True AR）的概念，将其视为一种在感知上与现实无法区分的增强现实愿景，其中虚拟内容与物理世界无缝融合。文章引入了增强现实图灵测试（AR Turing Test）以客观评估增强现实何时达到感知上的不可区分性，强调了实现该目标所面临的科技、伦理与社会挑战。

ABSTRACT

In recent years, Augmented Reality (AR) and Virtual Reality (VR) have gained considerable commercial traction, with Facebook acquiring Oculus VR for \$2 billion, Magic Leap attracting more than \$500 million of funding, and Microsoft announcing their HoloLens head-worn computer. Where is humanity headed: a brave new dystopia-or a paradise come true? In this article, we present discussions, which started at the symposium "Making Augmented Reality Real", held at Nara Institute of Science and Technology in August 2014. Ten scientists were invited to this three-day event, which started with a full day of public presentations and panel discussions (video recordings are available at the event web page), followed by two days of roundtable discussions addressing the future of AR and VR.

研究动机与目标

• 定义并确立一个明确的基准，用以判断增强现实何时达到与现实无法区分的状态，即‘真实增强现实’（True AR）。
• 解决在实时状态下将虚拟内容与真实世界一致融合所面临的科技与感知挑战。
• 探讨广泛使用、高度逼真的增强现实所带来的伦理与社会影响，包括隐私问题、监控不对称性以及信息透明度问题。
• 倡导建立一个跨学科的研究议程，将伦理学、哲学与社会科学与核心增强现实技术并重。
• 提出增强现实图灵测试作为可测量、基于协议的标准，用于评估真实增强现实的实现程度。

提出的方法

• 提出一种受艾伦·图灵原始测试启发的增强现实图灵测试，聚焦于多感官模态下的感知不可区分性。
• 基于感官模态（如视觉、触觉）、符合物理定律的一致性（如物体交互、时间流逝）以及真实与增强状态之间的转换机制，定义测试参数。
• 强调成功的真正增强现实系统必须在用户无法通过物理交互（如触摸、烹饪，或使用显微镜、CT扫描仪等工具）察觉虚拟内容的情况下通过测试。
• 建议测试协议必须具备灵活性和应用特定性，避免采用“一刀切”的基准测试。
• 引入“增强现实防火墙”（AR Firewalls）与对称增强现实使用概念，以缓解诸如监控不对称性与隐私侵犯等伦理风险。
• 倡导将伦理学、艺术与社会科学的洞见融入增强现实开发，以引导负责任的创新。

实验结果

研究问题

• RQ1 什么标准可定义一个系统为‘真实增强现实’——即在感知上与现实无法区分的增强现实形式？
• RQ2 能否开发一种标准化、客观的测试方法——类比图灵测试——以验证增强现实是否已实现感知上的不可区分性？
• RQ3 实现虚拟内容与物理环境无缝、实时融合的关键技术挑战是什么？
• RQ4 在真实增强现实的背景下，诸如监控不对称性、隐私与信息透明度等伦理问题如何浮现？
• RQ5 伦理学、哲学与社会科学等跨学科领域在塑造真实增强现实的发展与部署中应扮演何种角色？

主要发现

• 真实增强现实被定义为一种用户无法通过任何方式（包括物理交互或长期观察）察觉其感知被修改的状态。
• 提出增强现实图灵测试作为一种切实可行、基于协议的方法，可客观评估增强现实是否已实现与现实的感知不可区分性。
• 该测试必须具备灵活性与情境敏感性，需涵盖感官模态、物理一致性（如物体交互、时间流逝）以及真实与增强状态之间的转换机制。
• 当前的增强现实系统尚未达到真实增强现实的标准，因为它们在触觉、时间与环境动态变化方面无法维持感知一致性。
• 伦理风险（如监控不对称性与隐私丧失）尤为显著，尤其是在用户能感知他人却无法被对方感知的情况下。
• 真实增强现实的发展不仅需要计算机图形学、视觉技术与光学技术的进步，还需融合伦理学、哲学与社会科学，以指导负责任的部署。