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最近超夯的名詞”Metaverse”，從事科技相關行業相信都被這名詞轟炸了一番。 到底什麼是Metaverse？ Metaverse有何創新之處？Metaverse時代真的會來臨嗎？ 讓您一次搞懂最夯的話題，一秒成為話題之星。 身為科技人，相信一定看過由史蒂芬·史匹柏執導，2018年的電影一級玩家（Ready Player One）吧?沒有的話那應該看過1999-2003年的駭客任務（The Matrix）三部曲呢？如果這部也沒有看過，那總聽過”觀落陰”吧？  圖片來源: https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=37&t=4753576 (若有侵權將立刻下架) Metaverse簡單說 是人們透過VR或MR裝置，進入全虛擬的網路世界。這個網路世界就像是我們生存的這個世界一般，有你的線下/線上朋友、有你的工作夥伴，也能以虛擬貨幣(Cryptocurrency)購買線上(NFT)或實體的物品等等的社交活動。 咦?這不就是加了個VR外衣的Internet嗎？哎呀，你突破盲腸了~ Metaverse的普及 Metaverse如果要能夠實現普及，他應該是個像Internet網際網路的公共平台，而不是像Facebook、Google、Instagram這樣屬於私人公司的網站。我們現在所熟知的網際網路，用瀏覽器作為操作工具、用URL為地址、用HTTP作為傳輸協定在網際網路的世界穿梭。Metaverse目前還未發展到網際網路的這個層級，都只是網站的一個附加功能或是遊戲軟體的附加模式，至於能否成為一個網際網路層級般的服務，真的就要看這VR/MR的需求有多強烈了。 過往網際網路的重大發展，都是伴隨著一個硬體技術的出現，解決了某個痛點而成為主流趨勢。例如原本僅用於大學校園間的學術網路，逐漸擴展成目前的World Wide Web全球資訊網路。蘋果的智慧型手機優異的UX，解決了個人行動電腦(PDA)難用的痛點，讓個人行動通訊時代快速來臨。上述案例都是需求早已存在，只是欠缺一個對的方案或產品，因此我們相信Metaverse是否能夠快速到來也將取決於人們對於VR/MR的需求。 那到底VR/MR有沒有需求呢？在良好體驗的前提之下我個人認為VR/MR的需求是有的。若能做到像駭客任務般，進入虛擬世界與在真實世界的感受一致、真假難辨，或甚至更為舒適便捷，那我認為VR/MR便是有高度需求，反之則無。那目前VR/MR體驗是好的嗎?打個比方吧，您現在去看電影的時候，會選擇去3D電影院嗎?VR/MR與3D電影有著相同的問題，就是暈眩。有些人認為暈眩是個遲早會被克服的技術，或許是，但有生之年看的到嗎?大家可以看看我們對VR暈眩的說明以及下面這部影片，其中有詳細的說明暈眩的成因與可能的解決方式。 https://youtu.be/-IRlg3iqUok 看了上面影片或VR暈眩的說明，相信大家可以了解產生暈眩的根本原因以及可能的解決方法，那各位便可以自行評估一下這是不是短期內可以解決的問題，如果不是，那為何這些廠商們像發了瘋一般的鼓吹Metaverse呢?唯一合理的解釋就是本夢比與股市行情。臉書目前面臨了成長停滯，為了讓投資人願意持續投入資金避免落入所謂傳統產業，必須進行轉型，他們推展VR從併購Oculus開始，進行了好幾年，也沒有什麼具體成果。如今一不做二不休，把公司名子都改成Meta，以展示他們轉型的決心。疫情後的QE讓熱錢全球流竄，2021年台股的表現也讓不少從未投資的韭菜們紛紛下海，HTC可以在本業虧損的情況下靠著新版Vive的發表而股價兩周內飆漲一倍~看到這個風向，哪一家上市櫃公司不想跟Metaverse沾一點邊呢? 圖片來源: 網路梗圖 (若有侵權將立刻下架) 那其他那些非上市櫃的公司在喊什麼呢?應該就是為了吸引創投的目光以及廣納優秀的人才吧~整體來說，讓投資人的目光重新回到VR/MR產業，我們當然是樂觀其成，但在大家為了一個單字瘋狂地當下，如果你是要準備掏錢出來的投資人，還是睜大眼睛，理性的看看這場夢，到底是如夢似幻還是築夢踏實。 Metaverse一次講清楚的影片

在前一話我們提到LiDAR和結構光的差異，最後面問了大家一個問題，就是哪一種量測誤差不受距離影響呢? 答案就是LiDAR技術喔 ! 那是為什麼呢? LiDAR大解密 結構光量測的是影像上pixel的位置，回到相機模型裡面實際上量測的是角度。而LiDAR量測的是時間，利用時間透過光速計算光線前進的距離。如果LiDAR裝置可以分辨0.00000001秒的差異，距離的量測誤差就達到1.5公尺(300000000*0.00000001/2=1.5)。 由於光速太快了，所以我們對時間的感應偵測要非常的敏銳才能得到更精準的距離，這也就是LiDAR等級高低的主要差異。一般較為平價的LiDAR設備(例如iPhone 12)量測精度約在2cm上下，百萬上下的LiDAR就能達到mm級的精度。 dToF技術 另外還有一種坊間所謂dToF的技術，是工程領域所稱的相位差測距法。這種測量技術一般而言能得到相對的距離差異，難以得到絕對的距離值(需透過多種頻率單點測量方能達成)。 什麼叫做相對的差異或絕對距離值呢？例如我用深度相機拍了一張臉部的照片，一個人的鼻子是否高挺，可以透過鼻頭與人中的距離判斷。鼻頭與人中的距離，屬於相對的距離差異，但是鼻子離相機的距離，屬於絕對的距離值。 相位差測距法可以得到非常準確的相對距離值。而結構光技術僅在硬體設計的距離範圍內可以運作，iPhone X將結構光感測器放在面對人臉的這一側(前置鏡頭)就是只能掃描人臉的單一用途，因為人臉能夠完整的放進畫面內時，距離手機的距離是可以估計的。距離手機太遠的物體便無法量測，因此也無法作為對焦裝置之用。 蘋果使用LiDAR就是因為他需要此裝置協助相機的對焦功能，相機對焦需要絕對距離值，但其他的方式目前都沒有能將整個相片範圍都能同時良好測距的設備。以往使用LiDAR技術的設備都是相當高昂的，因為蘋果採用LiDAR技術之後，使得相關零組件需求大增，平均單價大幅下滑，以後各種的LiDAR設備都會大幅降價，相信這是蘋果對工程領域最大的貢獻。

AR、Structured light 和 LiDAR 的目的都是在獲取距離資訊，量測物體距離手機有多遠的距離。這些裝置會與相機連結，當一整張相片範圍中的每一個位置都取得了距離資訊，這張照片我們就稱為深度照片；也就是說照片不再是平面的，而成為了3D照片。除了平面的顏色變化之外(X,Y)還有了深度資訊(Z)。 深度照片 深度照片能夠做什麼用呢？iPhone用戶熟悉的人臉解鎖功能就是利用深度照片來判讀人臉的。利用深度相片建立了人臉的三維模型，透過比對人臉的三維表面模型，來確定是否為同一個人。 可是上一代的iPhone沒有LiDAR就可以三維比對人臉了啊？而且其他品牌的手機也有類似的人臉辨識功能啊？這是因為拍攝深度相片並不是只有一種方式才能達成，目前常見的方法有三種，可以快速地取得深度照片：AR、 Structured light 和 LiDAR，我們將就後兩種作解釋。 Structured light 中文稱為結構光，它的基本原理是使用測量學中的前方交會法；左側架設一台光源投射機，右側側架設一台相機（左右可互換，以下所有的左右分析都將隨之改變），在測距任務進行時，光源投射機投出光點至人臉上，相機將人臉與投影的光點拍攝起來。 光源投射機投射出的光點，當投射至人臉上之後，光點的位置在右側相機所看到的視角，將隨著臉上特徵的遠近而有偏右或偏左的現象(請參考下圖)。光點投射的距離越遠，照片上光點的位置將會偏右，投射的越近則會偏左。 由於光線射出的角度以及相機架設的角度都是固定在手機上的，光點的偏移量便可以直接計算出深度差異值，進而計算出相對的距離。附帶一提，這個投射的光點一般使用紅外線波段，所以人眼是看不見的，但是只要把房間燈關了，拿出你的手機對著投射出來的範圍拍攝一下，就會發現神奇的隱形光點出現了~ LiDAR ( Light Detection And Ranging ) 中文稱為光達或雷射掃描儀。一台雷射光發射裝置打出特定角度的雷射光點，光點投射到人臉上後反射到光感應裝置，如果光點打到人的鼻頭，就會離手機比較近，所以這條光線所行走的路徑就比較短(下圖中的紅線)，如果光點打到比較遠的後方牆上，光線行走的路徑就會比較長(下圖中的藍線)。 由於光在空氣中的速度是恆定的，也就是大約每秒鐘前進300,000,000公尺，可以計算雷射光點啟動的時間與感應到光線反射回來的時間差，就可以計算出手機與鼻頭之間的距離(別忘了光線一去一回，距離是兩倍喔)。 由於LiDAR是接收特定光線波段的訊號，一點光點射出去反射回來接收到之後，才能再發射第二道光線出去，所以LiDAR是屬於逐點掃描的形式，而前述的結構光是整面同時打出很多個光點，原理有不小的差異。 看完了原理說明，我們來考考各位看看大家是不是真的看懂了呢？我們知道只要是測量一定會有誤差，拿一把尺去量一段長度，十個人去量可能會有十種不同的長度。 一般來說，量測對象的距離越短誤差越小，量測距離越長誤差越大。但是上述的兩種方法當中，其中有一種不屬於這種情形喔，不管量測多長的距離，距離誤差都差不多喔~你猜得出來是哪一種嗎？答案在下一篇公布~ 繼續閱讀：iPhone12 LiDAR 使用的 dToF技術 <續>