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在街頭問陌生人什么是虛擬現(xiàn)實(shí) (VR) 或其工作原理，大多數(shù)人都會(huì)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有一些既有看法，甚至將其等同于電視連續(xù)劇《星際迷航:下一代》中全息甲板 (Holodeck) 上的最終VR實(shí)現(xiàn)。但是，再問他/她什么是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) (AR)，可能很難獲得答案。也許會(huì)有人談及這項(xiàng)技術(shù)中游戲的應(yīng)用，或者早期以失敗告終的Google Glass雛形。 盡管AR的概念由來已久，但直到Pokémon Go橫空出世，它才獲得世人的關(guān)注。Pokémon Go是一款視頻游戲，將智能手機(jī)圖像與現(xiàn)實(shí)世界的尋寶游戲相結(jié)合，讓游戲玩家同時(shí)體驗(yàn)真實(shí)和虛擬世界。但是，AR到底是什么？ 作為新興技術(shù)，其能否在游戲和娛樂之外，具有解決現(xiàn)實(shí)世界問題的潛力？ 本文將探討多個(gè)跨行業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)試點(diǎn)計(jì)劃和應(yīng)用，包括醫(yī)療保健、執(zhí)法、教育、物流、建筑等。正如諸位將看到的，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)正在轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)跨行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用平臺(tái)，這項(xiàng)技術(shù)可以從今天的簡(jiǎn)單試點(diǎn)項(xiàng)目發(fā)展成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹帧?br /> 什么是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)？ 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，有時(shí)稱為混合現(xiàn)實(shí)，是一種將現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象或環(huán)境與聲音、視頻、圖形或GPS數(shù)據(jù)的感官輸入設(shè)備生成的虛擬元素相結(jié)合的技術(shù)。與利用虛擬世界完全替代現(xiàn)實(shí)世界的虛擬現(xiàn)實(shí)不同，AR是實(shí)時(shí)運(yùn)行的，并與環(huán)境中的對(duì)象交互，從而將虛擬內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)世界疊加起來。 在游戲中普及的同時(shí)，AR技術(shù)充分展示了其將交互數(shù)字世界帶入個(gè)人感知真實(shí)世界的實(shí)力。在這個(gè)世界里，數(shù)字可以顯示出有關(guān)真實(shí)世界對(duì)象的更多信息，甚至還超越了真實(shí)世界實(shí)際可見的對(duì)象。試想一下，醫(yī)生在給患者檢查身體時(shí)，不需要掃描和X光，便可獲悉患者的身體狀況； 孩子們學(xué)習(xí)分子時(shí)可以與分子進(jìn)行互動(dòng)； 只要看一眼機(jī)器，便知道機(jī)器所需的維護(hù)和維修，將是一件多么奇妙的事情！ 支持增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的設(shè)備通常是專用的頭戴式顯示器 (HMD) 或平視顯示器 (HUD)，類似護(hù)具（例如，Microsoft的HoloLens）、頭盔或眼鏡，以及手持設(shè)備（例如，智能手機(jī)或平板電腦）。諸如Intel的Recon Jet™ Pro智能研究，將智能手機(jī)功能集成到輕巧的眼鏡中，從而實(shí)現(xiàn)了與遠(yuǎn)程企業(yè)資源規(guī)劃 (ERP) 系統(tǒng)的交互。這款眼鏡不僅僅是一個(gè)顯示模塊，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程溝通。一些供應(yīng)商正使用其他對(duì)象進(jìn)行擴(kuò)展，以生成諸如投影儀、桌子或臺(tái)燈之類的增強(qiáng)元素，或通過平板顯示器本身來生成增強(qiáng)元素。有了這些進(jìn)步，AR用戶將不再受困于笨重的頭盔或眼鏡。 下一代醫(yī)療保健技術(shù) 隨著人口老齡化趨勢(shì)的增強(qiáng)，許多地區(qū)的醫(yī)療成本始終居高不下，醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展不僅可以降低醫(yī)院、醫(yī)療服務(wù)提供者和保險(xiǎn)公司的成本，還能提供更好、創(chuàng)傷更小的治療方法。在這里，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)被當(dāng)作一種預(yù)防措施，讓醫(yī)療保健專業(yè)人員能以非傳統(tǒng)方式接收數(shù)據(jù)。 醫(yī)療保健巨頭Cigna今年剛推出了一個(gè)名為BioBall的項(xiàng)目。該項(xiàng)目使用Microsoft HoloLens技術(shù)，以交互游戲的方式來測(cè)試患者的血壓和身體質(zhì)量指數(shù)。患者手持一個(gè)輕質(zhì)的中號(hào)球，在一分鐘時(shí)間內(nèi)捕捉屏幕上閃過的畫面。BioBall以此感知玩家的脈搏，并利用響應(yīng)光線將游戲與玩家的心跳聯(lián)系起來。游戲結(jié)束后，患者就可以通過耳機(jī)收聽到自己的健康數(shù)據(jù)，相應(yīng)的健康建議還會(huì)同步發(fā)送到相關(guān)的郵箱中。Cigna指出，這項(xiàng)技術(shù)旨在鼓勵(lì)人們通過了解自身的健康數(shù)據(jù)來管理身體，并使人們獲得針對(duì)性的治療。 在馬里蘭大學(xué)Augmentarium虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室正在醫(yī)療保健方面，利用AR改善超聲波的工作方式（圖1）。馬里蘭大學(xué)健康信息學(xué)和生物成像中心 (CHIB) 副主任Barbara Brawn-Cinani表示，借助Microsoft HoloLens和專用軟件，佩戴AR設(shè)備的醫(yī)生可以直接看到患者和超聲成像，而不再需要通過一旁的屏幕進(jìn)行觀察。 
圖1：醫(yī)生使用HoloLens和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件直接在患者面前觀察超聲波 （圖源：馬里蘭大學(xué)） 而超聲波只是AR的開始。Brawn-Cinani說道，“現(xiàn)在只是在外科手術(shù)應(yīng)用上摸索，我們正在計(jì)劃為其他成像方式使用類似的界面，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，以確定這種工具的實(shí)際效果。” 其他公司正在開發(fā)新的平臺(tái)，將AR用于更復(fù)雜的手術(shù)。例如，Scopis正在開發(fā)一種工具，增強(qiáng)外科醫(yī)生在進(jìn)行脊柱手術(shù)時(shí)的視野。 新瓶裝舊酒 與此同時(shí)，AR正在開辟新的教育方法，激發(fā)孩子們的學(xué)習(xí)興趣，或者在某些情況下，幫助那些學(xué)習(xí)困難的學(xué)生趕超其他學(xué)生。芬蘭赫爾辛基大學(xué)的AR項(xiàng)目通過幫助孩子們與氣體、重力、聲波和飛機(jī)風(fēng)力等物理學(xué)中的分子運(yùn)動(dòng)進(jìn)行虛擬互動(dòng)，激發(fā)成績(jī)較差孩子學(xué)習(xí)科學(xué)的潛力。他們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于這些成績(jī)欠佳的孩子而言，AR以幫助他們縮小與其他學(xué)生之間的差距， 同時(shí)還有助于提高績(jī)優(yōu)生的學(xué)習(xí)水平。 AR還通過“新瓶裝舊酒”，創(chuàng)造新的學(xué)習(xí)類型。例如，赫爾辛基大學(xué)表示，在學(xué)習(xí)中運(yùn)用AR變得更有吸引力，Pokémon Go游戲已證實(shí)了這一點(diǎn)。同樣，使用新技術(shù)來講解舊世界也是Shifu的Orboot交互式STEM設(shè)備背后的初衷（圖2）。Orboot是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教育地球儀，可與平板電腦或智能手機(jī)配合使用，讓兒童通過與3-D內(nèi)容進(jìn)行互動(dòng)，了解歷史、動(dòng)物、紀(jì)念碑、語言、藝術(shù)、天氣和文化。
圖2：一個(gè)孩子使用Orboot了解該國特定地區(qū)的不同天氣模式 （圖源：Shifu） 這些信息通過AR生成的三維模型、配音和音樂提供更身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。Shifu表示，我們的目標(biāo)是促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)和增強(qiáng)記憶，這僅靠視頻內(nèi)容是不可能實(shí)現(xiàn)的。 新型會(huì)議室 基于投影的AR正在成為一種在現(xiàn)實(shí)世界中投射虛擬元素的新方法，笨重的頭盔或眼鏡將逐漸退出歷史舞臺(tái)。因此，這類AR逐漸成為了家庭或辦公室使用的流行選擇。初創(chuàng)公司Lampix和Lightform正在開發(fā)基于投影的AR，用于會(huì)議室、零售展示、酒店、數(shù)字標(biāo)牌等。 Lightform的設(shè)備可以連接到任何投影儀，類似于Go Pro，且可以即時(shí)生成增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)元素（圖3）。這可能有助于在辦公室中多個(gè)小組一起工作、在工作室中為藝術(shù)家創(chuàng)建新元素，或者在零售標(biāo)牌應(yīng)用程序中展示新產(chǎn)品。
圖3：該設(shè)備可以連接到任何投影儀，為零售、家庭或辦公室創(chuàng)建AR元素（圖源：Lightform） “我們認(rèn)為這種技術(shù)的流入點(diǎn)是5分鐘”，Lightform設(shè)計(jì)總監(jiān)Phil Reyneri說， “如果要長(zhǎng)時(shí)間待在辦公室，可以戴上AR或VR耳機(jī)。但是，如果是一種快速的體驗(yàn)，例如，走進(jìn)商店或購物中心，那將是一種輕松無比的體驗(yàn)。另外，由于每個(gè)人無需佩戴昂貴的頭戴式顯示器，因此，可以讓很多人同時(shí)體驗(yàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。” Lampix已開發(fā)出一種燈具，采用投影模塊、視覺模塊和計(jì)算機(jī)，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)投影到活動(dòng)的表面上。Lampix CTO和聯(lián)合創(chuàng)始人Mihai Dumitrescu說，因?yàn)椴恍枰^戴式顯示器或眼鏡，這種燈型設(shè)備可以放在會(huì)議室里，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和場(chǎng)外協(xié)同工作。 “AR必須無縫集成到日常生活中才有意義。結(jié)合了AR的應(yīng)用程序可謂充滿無盡的潛力，將改善我們的日常活動(dòng)”，Dumitrescu說道。“重點(diǎn)不應(yīng)該放在技術(shù)本身，而應(yīng)該更多地放在體驗(yàn)上。Lampix在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)方面則充滿潛力。我們不需要看到設(shè)備的實(shí)體，因?yàn)樗皇且环N極富意義的體驗(yàn)。” 從發(fā)現(xiàn)微小的DNA到浩瀚的太空 世界范圍內(nèi)的公司和智庫正在從事著有意義的工作。事實(shí)上，AR幾乎正在進(jìn)入每個(gè)行業(yè)和市場(chǎng)，至少在試點(diǎn)階段。例如，在德國，F(xiàn)leetBoard正在開發(fā)一款跟蹤卡車司機(jī)物流的應(yīng)用程序，以幫助他們?cè)诔霭l(fā)前進(jìn)行一系列的檢查。FleetBoard Vehicle Lens應(yīng)用程序（圖4）使用智能手機(jī)和軟件提供實(shí)時(shí)圖像識(shí)別，以識(shí)別卡車的車牌。之后，將相關(guān)信息疊加在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，從而加快出發(fā)前的準(zhǔn)備工作。
圖4：FleetBoard Vehicle Lens應(yīng)用程序是一個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，可跟蹤卡車的車牌，并將信息疊加在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中 （圖源：FleetBoard） FleetBoard還與Microsoft的HoloLens相結(jié)合，創(chuàng)建了一種管理卡車車隊(duì)的新方法。在抽象的路線圖上，路面通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)變得栩栩如生，車隊(duì)經(jīng)理能夠在三維環(huán)境中監(jiān)控車輛，以防止事故和延誤，并警告駕駛員前方道路上可能存在的問題。 去年冬天，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)開始與急救隊(duì)合作，將AR作為犯罪現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的工具。手持式AR系統(tǒng)允許現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查人員與遠(yuǎn)程法醫(yī)小組合作，以最大程度地還原現(xiàn)場(chǎng)。AR還可以呈現(xiàn)犯罪現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)視角，而這些視角通常被現(xiàn)場(chǎng)破案人員所忽略。這在尋找DNA痕跡、保存證據(jù)和從外部來源獲得醫(yī)療幫助方面極有幫助。 桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室正在將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)作為一種工具，對(duì)保護(hù)核武器或核材料等易受攻擊地區(qū)的用戶進(jìn)行安全培訓(xùn)。物理安全培訓(xùn)有助于引導(dǎo)用戶通過現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)例（如盜竊或破壞）演練，在事件發(fā)生時(shí)提前做好充分準(zhǔn)備。使用獨(dú)立的AR耳機(jī)可以遠(yuǎn)程進(jìn)行培訓(xùn)，且費(fèi)用低廉。 在芬蘭，VTT技術(shù)研究中心最近為歐洲航天局 (ESA) 開發(fā)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工具，供宇航員對(duì)太空中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于這些任務(wù)必須準(zhǔn)時(shí)、無誤地執(zhí)行，而AR通過在混合現(xiàn)實(shí)的情況下與專家協(xié)調(diào)活動(dòng)，可以讓宇航員進(jìn)行更深入的實(shí)踐。該工具通過使空間站上的設(shè)備和其他系統(tǒng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)（例如，診斷和最新維護(hù)數(shù)據(jù)、生命周期、輻射、壓力或溫度）的可視化，從而可以使不可見的元素有跡可循，無論在太空還是地面，所有資訊一覽無余地顯示在AR眼鏡上。 在美國，Daqri International將計(jì)算機(jī)視覺用于工業(yè)AR，以在機(jī)器上或倉庫中工作時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。Daqri的眼鏡和頭戴式顯示器在視野中顯示項(xiàng)目數(shù)據(jù)、需要完成的任務(wù)以及機(jī)器的潛在問題，甚至可以顯示需要放置或修理物體的位置。使用AR可以提高工業(yè)工作場(chǎng)所的安全性和效率，同時(shí)使維修、維護(hù)和庫存管理更加容易。
圖5：工人以視覺元素的形式，在Daqri的AR頭戴式顯示器或眼鏡中查看需要完成的任務(wù) （圖源：Daqri） 結(jié)論 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象或環(huán)境與聲音、視頻、圖形或GPS數(shù)據(jù)的感官輸入設(shè)備生成的虛擬元素相結(jié)合的技術(shù)。AR是實(shí)時(shí)運(yùn)行的，并與環(huán)境中的對(duì)象交互，從而將虛擬內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)世界疊加起來。盡管Pokémon Go一如既往地受到游戲玩家的歡迎，但世界各地的公司不斷展示出使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)解決現(xiàn)實(shí)問題和需求的潛力。執(zhí)法、教育、物流、建筑等行業(yè)正在進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和利用AR技術(shù)，并取得了不錯(cuò)的結(jié)果，例如，更有效和高效的培訓(xùn)、監(jiān)控和協(xié)作。至于AR的未來如何？ 隨著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)實(shí)中的廣泛應(yīng)用指日可待。 來源：貿(mào)澤電子 作者：Peter |
