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当千年洞窟遇上最前沿的 AR 技术，会碰撞出什么火花？
在甘肃西北的敦煌莫高窟，华为河图做了一次尝试。河图（Cyberverse）是华为于 2019 年发布的世界级数字镜像平台。2020 年 4 月 8 日，华为推出第一个基于河图的商业应用——华为 AR 地图（公测版）。和华为 AR 地图一起发布的，还有两个试点项目，敦煌莫高窟是其中一个，另一个是上海南京路。
近日，品玩去到敦煌莫高窟，亲身体验了华为 AR 地图。
（视频：华为 AR 地图体验之敦煌莫高窟）

基于 AR 的新型游览体验是怎么样的？

华为 AR 地图是一个独立的 App 需要用户自行到应用商店下载。目前适配机型还比较有限，仅支持华为 Mate40 系列、P40 系列、Mate30 系列，以及 MateXs、Mate30E Pro、荣耀 V30、荣耀 V30 Pro、荣耀 30 Pro、荣耀 30 Pro+、Nova 6、Nova 6（5G）机型，系统版本要求 EMUI 10.1 及以上或 Magic 3.1 及以上。
与传统的平面 App 不同，AR 体验与真实空间高度关联，使用场景对用户体验影响更加直接。因此，当用户打开该 App 时，会首先会弹出一个提示窗口：为了您的安全起见，请注意周边道路环境。
目前，华为为敦煌莫高窟打造的第一期 AR 体验共由三部分组成：虚拟物体展示、AR 导航和AR 导览。
虚拟物体展示主要为 3D 模型和高精度壁画，其中 3D 模型最抓人眼球。展示模型包括九色鹿、飞天和九层楼大佛，分别对应莫高窟小牌坊、94 窟窟前殿堂和九层楼三个地点。前两者都是敦煌壁画中的文化元素，大佛则是九层楼里一尊巨型弥勒佛像。
以九色鹿为例，用户打开华为 AR 地图 App 、对着小牌坊扫描后，App 基于视觉识别出用户位置，牌坊下便会呈现一个虚拟的九色鹿。九色鹿锚定在牌坊下面某个点上的，不会随着摄像头移动而移动，是一个真切的增强现实体验。如果仔细看，会发现九色鹿是有阴影的，增强了虚拟模型的真实感。但在这个体验上，华为 AR 地图的虚实遮挡做得不是很好，真实感有所损失。
除了单纯地观看，用户还可以和这个九色鹿互动，比如找准位置和它合影。
再来看看 AR 导航。用户通过搜索或推荐指定一个景点后，App 会自动调用相机，录制实景画面，同时叠加虚拟的鲜花作为路线引导，一次 AR 导航就开始了。
对于大多数人来说，AR 导航都是新鲜事物，因此华为在细节上做了些功夫，引导用户更好地上手。比如，开始 AR 导航后，会有相应的声音提示：请跟随花路开始导航。
对于第一次使用 AR 导航的用户，可能找不到正确的方向，习惯性地无目的寻找。此时屏幕上会出现一个方向指示器，告知用户 AR 导航正确的方向。
在走向目的景点路途中，如果把手机摄像头指向旁边的洞窟，会看到附着在洞窟之外的虚拟导览牌和高精度虚拟壁画。
点击这些虚拟导览牌，会弹出不同的介绍素材。比如第 45 窟，介绍素材是普通的语音讲解。而第 220 窟的介绍素材则是 360 度全景。创建于初唐的 220 窟是一个特窟，相较常规参观的洞窟，具备较高的艺术水平和研究价值，只在淡季才会开放，并且游览收费也比常规洞窟贵。
当用户点击 220 窟虚拟导览牌时，会出现窟内的 360 度全景。没有进入到真实洞窟里的用户，也可以在手机里进行虚拟游览。这个设计其实是 AR 到 VR 的切换，华为 AR 地图借助传送门（这也是行业常用手法），让用户更加自然地从真实世界切换到 360 度全景。在全景里，重点部分有特别的标识，点击可详细了解。
事实上，360 度全景虚拟游览洞窟，并不是什么新鲜事物。在敦煌研究院官方网站，有《数字敦煌展》入口，点击进去后也可以看到窟内的 360 度全景。不过这个入口没有多少人知道，用户使用步骤也不够方便。通过 AR 导览搭建一个新的入口，简化了使用步骤，给用户带来了切实的价值。
华为工作人员告诉品玩，华为和敦煌研究院真正进行第二期 AR 体验建设，包括在莫高窟数字展示中心设置一个虚拟的 257 洞窟，方便用户排队时观看。

这一切是怎么实现的？

华为 AR 地图的基础是 VPS（视觉定位系统）。简而言之，就是通过视觉识别来确定用户在莫高窟的具体位置，然后再把对应的虚拟物体呈现出来。相较于卫星定位系统，视觉定位系统精度更高，更适用于景区、博物馆和机场等场景。
要实现 VPS ，首先得对整个莫高窟进行 3D 扫描和重建，形成一个与实景相同的数字莫高窟三维地图。据华为先前介绍，这个数字三维地图的精度可达厘米级。
当用户处于已经构建了高精度三维地图的环境中，打开手机摄像头，系统会提取拍摄画面上的环境特征点，与三维地图中的特征点进行比对，最终反推出来用户所在之处。
识别出用户位置后，便到了 AR 的部分——叠加事先设计好的虚拟物体。而后，通过 SLAM 技术实现连续的跟踪和定位，使虚拟物体始终锚定在预设点上。
如果要让虚拟物体显得更加真实，就得加入阴影渲染和虚实遮挡。根据品玩在莫高窟现场的体验，华为 AR 地图具备比较真实的阴影渲染能力，而虚实遮挡的效果则不太好。
总的来说，华为 AR 地图是基于 VPS、有一定真实渲染能力的 AR 平台。整个使用过程中，屏幕反光严重（显示）、手机操作不便（交互）等因素，都让用户体验打了折扣。只能说，移动端设备始终难以发挥 AR 的真正潜力，AR 眼镜和更自然的交互（也许是手势），才是 AR 真正的归宿。
毫无疑问，华为肯定是会出 AR 眼镜的。2020 年 9 月，华为消费者业务 AR/VR 产品线总裁李腾跃在一次媒体沟通会中确认，华为 AR 眼镜已经推进到了 N+2 代产品，但应用生态基础打牢是前提。据他当时透露的数据，基于华为 AR 引擎开发的应用已经超过一千个。
至于 AR 眼镜什么时候会推出，恐怕只能耐心等待。毕竟，对于整个产业链来说，光学显示、交互、微型化和续航等问题，都是一个又一个需要攻坚的难题。

河图的野心

通过敦煌莫高窟 AR 体验管中窥豹，能发现华为有更大的野心。
华为拍照首席工程师、Cyberverse 总工程师罗巍曾这样介绍河图：“地球级的、能够和现实无缝融合的、并且不断更新的数字镜像世界。”罗巍是华为 Fellow，经历了华为手机从第一代 2X 变焦双摄开始直到 HUAWEI P30 Pro 影像的技术演进过程。
这里面有一个关键词——地球级。由于 AR 与真实环境强相关，所以行业内会对 AR 体验进行空间上的划分，通常是桌面级、房间级和城市级。对应的应用有 AR 滤镜和特效（抖音快手）、AR 商品展示（宜家）和 AR 室外步行导航（高德）。至于“地球级”，则是把整个现实世界都变成增强信息或影像的显示面板。
品玩留意到，提出类似概念的公司，还有 Niantic。可能很多人没听过这家公司的名字，但肯定知道他们的产品——《Pokemon Go》。这个 LBS 游戏就是地球级别的数字镜像，沿着这个思路，Niantic 正在打造一个“行星尺度”的 AR 平台。
地球级数字镜像实现起来难度非常大。最先要攻破的，是打造一个高精度世界级三维地图。目前，华为已经有甲级地图测绘和制作资质，在国内具备了制作全国范围高精地图的基础。据罗巍之前的演讲，华为做地图的思路是“结合了卫星的卫片、飞机的航片和无人机的航片，以及高精度的激光扫描数据、用户上传的众包数据”。
地球级三维地图不光创建费劲，后续维护成本还非常高昂——得保持更新，否则很多虚拟物体可能匹配不上。无疑，这是一个野心勃勃的计划，距离实现还比较遥远。但在千年敦煌莫高窟，我们至少已经一窥其的样貌。
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