信息与计算科学考研方向，信息与计算科学考研方向可以选哪些
伴随着一年一度的苹果WWDC（全球开发者大会）如期举行，苹果CEO库克在一句经典台词“One More Thing”之后发布了苹果全新的硬件产品Vision Pro。值得注意的是，与业界普遍将其视为MR头显的认知不同，苹果自身对于Vision Pro的定义则是公司首款“可穿戴空间计算机”（Wearable Spatial Computer），而这也引出了“空间计算”这个颇有些科幻色彩的概念。
在查询和学习空间计算相关信息的过程中，我希望将自己的收获和思考进一步整理出来，因此便产生了创作《漫谈空间计算》系列专题的想法。作为这一系列的第一篇，今天我想先来探讨一下什么是空间计算、它与VR/AR/MR的关系、苹果为什么会选择“空间计算”来定义自家产品这几个问题。
空间计算：一个充满未来主义和科幻色彩的概念
“空间计算”这个概念最早源自麻省理工学院媒体实验室研究生Simon Greenwold在2003年发表的同名硕士论文。在文中Simon对于空间计算做出了如下定义：“空间计算是人机交互的一种形式，机器可以处理并操纵真实的对象及空间的相关信息。它是我们实现以下愿景的重要手段：让机器成为我们工作与娱乐中更加全面的伙伴。”
相信看完这个有点学术和抽象的定义，很多人还是感觉一团雾水。而在我眼中，2009年出版的一部日本轻小说所描绘的场景则称得上是空间计算的具象化，这部作品的名字就是《加速世界》。在小说描绘的近未来生活中，人们通过一种名为“Neural Link”的终端设备连接网络，教室里学生们隔空打字，他们眼中的世界包含了现实的环境和虚拟的窗口，上一秒还在现实的教室上课，下一秒就可以进入虚拟的战场进行对战…有趣的是，这部小说的作者川原砾还创作了另外一部名为《刀剑神域》的轻小说，而后者则被全球众多二次元爱好者视为“描绘VR的神作”。让我不得不感慨的是，无论是VR、AR还是空间计算，甚至包括更具科幻感的脑机接口，在川原砾脑补的世界中，早已是人们习以为常的事物了。
与动画片相比，我想更多人对于空间计算最早的接触或许来源于漫威电影《钢铁侠》系列。在该系列的每一部作品中，我们都会看到主角托尼·史塔克在自己的工作室通过空间计算技术进行高科技产品的构思和研发：全息投影的虚拟物体在史塔克的手中放大、缩小、变换形态，而史塔克只需要一双手就可以完成大量的产品设计和技术研发，当然这背后自然也少不了AI贾维斯的功劳。
在此后的十几年时间里，空间计算一直被作为一个技术用语出现在某些技术文献之中。2017年Magic Leap创始人Rony Abovitz曾经使用它来描述其尚未推出的Magic Leap One。2019年微软则在其官网发表了一篇文章《空间计算的新时代为VR带来全新的挑战及解决方案》。
不过，真正将空间计算带入大众视野的还是本届苹果WWDC发布会。“如同Mac带我们进入个人计算时代，iPhone带我们进入移动计算时代，Apple Vision Pro将带我们进入空间计算时代。”如果扎克伯格之前所说的下一代通用计算平台指的是VR和元宇宙，那么库克眼中的全新计算时代则是属于空间计算的。
空间计算与VR/AR/MR的关系
下面我们来简单讨论一下VR、AR、MR和空间计算的关系，这里我尝试使用一些简单的例子进行说明。不过需要指出的是，现实中这些概念的关系则更为复杂。
首先，狭义的VR并不包含对于真实环境的交互，对于用户来说VR是一种与外界隔绝的沉浸式体验。当我戴上一台主流的VR一体机（比如Quest2），虽然在启动的时候系统会通过视觉透视显示外界环境，但这个设计主要是为了划定我的活动范围，以保证我在体验VR内容时不会受到外界的干扰，我与外界环境的交互就仅限于此了。当我在VR环境下播放一部电影，我可以通过手柄或手势调整屏幕在虚拟空间中的位置，所有的交互全部发生在VR设备所营造的虚拟环境之中。
其次，AR是在用户看到的现实环境上添加一层数字内容。用一个外媒举过的例子来说，AR就像是抹在蛋糕上的一层奶油，蛋糕是现实，奶油是AR，奶油增强了蛋糕的口感，AR增强了人的体验。当我们打开手机或平板上的AR应用，我们可以看到屏幕中的现实环境的表面添加了一层数字内容，比如人像的美颜效果，并不是AR让我们的皮肤变好了，而是AR在我们的皮肤上涂了一层粉。而当我们戴上一副AR眼镜，再通过眼镜上的显示屏观看一部电影，此时电影画面的位置与我们眼前的真实环境同样没有互动，它更像是在我们的视网膜上投影了一个电影画面。
再次，MR在AR的基础上更进一步，它是可以与现实环境中的物理对象混合并互动的数字体验。还是举蛋糕的例子，在我眼前的现实环境中有一块蛋糕，我通过某款MR应用在蛋糕内部加入了奶油，那么不管我是否能看到，奶油就混合在蛋糕这个物理对象之中了，下次等我启动这款应用，奶油的数字内容还是保存在蛋糕里面，它与现实的物体产生了互动。另一个更容易理解的例子还是观影，佩戴MR头显的我可以在家里的一面墙上放置一块虚拟屏幕，在播放电影的时候，我的观感就仿佛是墙上有一块巨大的电影银幕，虚拟屏幕被固定在这面墙上，每次我戴上MR头显，它的位置都一直在这里，除非我自行修改。
最后是空间计算，它可以用更复杂的方式与现实环境中的物理对象发生互动，甚至让对象发生改变。比如我眼前的现实环境中有两块蛋糕放在桌子上，在某款应用中，我可以看到两块蛋糕都变活了，正在桌子上相互打架，现实中的蛋糕当然不可能变活，但空间计算环境下我看到的蛋糕却变活了（发生了改变）。
通过以上几个例子，或许我们能够对空间计算获得一些更为直观的认识。它其实就是机器、人、物体及其所在环境之间的活动和交互的虚拟化，以实现更优化和高效的交互。相对于建立在数据与逻辑（算法）的传统计算，空间计算增加了相对位置的信息，进而将人类的计算能力进行了全新的扩展。
正如我们所看到的例子，AR/MR是参与空间计算的完美用户界面，它们让人能够在物理环境中将数据可视化。不过同样需要注意的是，并非所有AR/MR应用都属于空间计算，因为并非所有AR/MR应用都使用了人的位置数据。因此，从某种角度来说，空间计算的范畴应该大于VR/AR/MR。
既是技术布局，也是商业布局
下面我们来回答这个问题：苹果为什么会选择“空间计算”来定义自己的产品？我认为这里面既包含了苹果对空间计算技术的深入布局，同时苹果也有其商业方面的考量。
在商业社会有一个共识：一流企业做标准，二流企业做品牌，三流企业做产品。在过去的几十年中，硅谷的科技巨头对于新技术概念的抢注和相关标签的争夺从未停止，在XR产业尤为如此。
谈到VR，大部分熟悉产业的人肯定会首先想到Oculus和当年收购它的Facebook，然后是HTC、索尼这些同时期发布过重量级硬件产品的公司，再然后则是“蹭热点”失败的谷歌和三星等等。VR是属于这些公司的标签之一。
谈到AR，早年间很多人会首先想到谷歌，因为谷歌在2012年就推出了自家的AR眼镜Google Project Glass（或简称Google Glass）。不过随着这一项目日后的搁浅以及苹果在2017年推出AR内容开发平台ARKit，现在AR的大旗早已被苹果扛起。
相对VR和AR，微软则提出了MR（混合现实）概念，并在2015年推出自家的MR头显HoloLens。在微软多年的努力传播之下，目前大部分科技从业者和媒体都已接受了MR概念。AR和MR不仅代表了两个技术概念，同时也隐含着全球最顶尖的两家科技巨头之间的博弈：AR=Apple Reality，MR=Microsoft Reality。
2017年，高通首先提出XR（扩展现实）概念，并在之后的2018年推出XR专用平台骁龙XR1，在2019年推出“一代名芯”骁龙XR2，力图将VR/AR/MR全部囊括其中。随着XR系列芯片的逐渐推广，再加上科技圈、媒体、资本都需要一个更加简单的概念来指代VR/AR/MR产业及产品，于是XR逐渐成为一个主流的统称——不管什么R，都算是XR。
2021年，Facebook改名Meta，昔日的社交网络巨头正式开始向元宇宙业务转型。Meta在原有“VR”标签之上又增加了“元宇宙”标签，而且其信念非常坚定（公司名称Meta就代表元宇宙Metaverse的意思）。
现在回到苹果。一方面，苹果多年以来坚守AR概念，ARKit一直在AR内容开发平台赛道保持领先地位；另一方面，苹果自然希望在推出新产品时打造全新的品牌和概念来保持其行业领先性。与之前大多数人普遍猜测的品牌“Apple Reality”不同，“Vision”品牌实在要高级太多：视野、愿景、想象力…而在产品定义上，“空间计算机”的概念同样极具未来感。由此，空间计算从一个技术术语正式进入大众视野。
从我个人的理解来看，无论是空间计算时代、元宇宙还是腾讯提出的全真互联网，其实各家所描绘的未来都非常相似，颇有一种殊途同归的感觉。不过正所谓“名不正而言不顺”，科技圈非常需要一个正确、准确的词汇来形容未来的发展方向。相对而言，VR/AR/MR更加强调体验和结果，元宇宙更像是一个愿景，空间计算则更接近技术的本质，因此我个人更接受“下一个通用计算平台是空间计算”这种说法。
以上，在简要介绍了空间计算的概念、特点和优势之后，我们今天的探讨就到此为止了。下一次我想结合Vision Pro的功能与配置，分享一下我对于苹果在应用空间计算技术上的思考。最后，由于本人能力有限，再加上篇幅有限，本文的一些观点或存在偏颇，不足之处还各位多多批评指正，希望我们在交流中共同进步，谢谢！
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