陳瀟瀟 （南京藝術(shù)學院 傳媒學院 210000）

淺談混合現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展趨勢

陳瀟瀟 （南京藝術(shù)學院 傳媒學院 210000）

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）日趨成熟，無論是軟件還是硬件都得到了快速發(fā)展。混合現(xiàn)實技術(shù)在各個方面都有著非常廣闊的應用前景，再往后的學習生活中，必將成為主流趨勢。

混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；場景復原

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與混合現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR），全稱Virtual Reality，是一項綜合集成技術(shù)，它的出現(xiàn)是計算機圖形學、人機交互技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機接口技術(shù)以及人工智能技術(shù)等交叉與綜合的結(jié)果。它利用計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代高科技生成一個逼真的視覺、聽覺、觸覺、嗅覺及味覺等的虛擬環(huán)境和感官世界，用戶通過多種傳感設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響、從而產(chǎn)生一種身臨其境的感覺。

混合現(xiàn)實技術(shù)（MR），全稱Mediated Reality，是由“智能硬件之父”多倫多大學教授Steve Mann提出的介導現(xiàn)實概念?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)是增強現(xiàn)實技術(shù)的延伸，也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步發(fā)展，它通過計算機圖形技術(shù)和可視化技術(shù)產(chǎn)生現(xiàn)實環(huán)境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術(shù)將虛擬對象疊加到真實環(huán)境中，真實的環(huán)境和虛擬的對象實時地顯示在同一個畫面或空間，用戶利用顯示設(shè)備，便可以看到一個感官效果真實的新環(huán)境。

二、混合現(xiàn)實技術(shù)特點與國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

混合現(xiàn)實的定義讓人很容易增強現(xiàn)實（AR）的概念混淆，不過混合現(xiàn)實的交互程度要比增強現(xiàn)實更高。比如微軟公司開發(fā)的頭顯設(shè)備HoloLens，游戲玩家?guī)项^盔開始游戲時，可以看見家中突然出現(xiàn)許多怪物，這時玩家可以射擊怪物，也可以躲避怪物的攻擊。

另一個在混合現(xiàn)實領(lǐng)域比較突出的就是Magic Leap公司，目前公布的幾段演示視頻中巨大的鯨魚騰出地面，躍向體育館中的人群、兒童的雙手慢慢打開，里面竟藏著一只微型大象、機器人躲在你的辦公桌下等。這種技術(shù)叫做 Dynamic Digitised Lightfield Signal（動態(tài)數(shù)字化廣場信號），這種技術(shù)本質(zhì)上是將圖像直接投射到你的眼睛直達視網(wǎng)膜，通過這種方式，讓你的大腦認為它的真的。雖然目前還Magic Leap公司還沒有公布任何設(shè)備的圖片，但在Magic Leap所展示出來的范例中都體現(xiàn)了現(xiàn)在計算機科學領(lǐng)域的最新研究成果，而它所體現(xiàn)出來的流暢性和繼承性，也代表了目前計算機工程領(lǐng)域的最高工業(yè)水平。

從國內(nèi)目前混合現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展來看，起步相對于國外比較晚，而且集中在系統(tǒng)應用技術(shù)上，涉及面與研究的都比較單一不寬泛。雖然國內(nèi)混合現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展起步晚，但是很多研究機構(gòu)，尤其是高校，在增強現(xiàn)實的一些算法與設(shè)計技術(shù)上已有建樹，例如攝像機校準算法以及虛擬物體注冊算法等，這些算法的成功研究能夠幫助解決在混合現(xiàn)實中的遮擋問題、顯示器設(shè)計等方面。北京理工大學光電技術(shù)與信息系統(tǒng)實驗室研發(fā)的“數(shù)字圓明園”，利用增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）將圓明園廢墟和當年未被破壞前的場景實時疊加結(jié)合，讓游客們可以觀覽當年皇家園林原貌。

混合現(xiàn)實技術(shù)屬于高科技技術(shù)，在國內(nèi)有很大的發(fā)展?jié)摿涂臻g，總體來講，增強現(xiàn)實在中國處于起步階段，較多曾關(guān)注虛擬現(xiàn)實技術(shù)的企業(yè)逐步過渡到對“混合現(xiàn)實”的開發(fā)和應用研究。

三、混合現(xiàn)實技術(shù)的運用領(lǐng)域

作為新型的人機接口和仿真工具，混合現(xiàn)實技術(shù)（MR）的應用領(lǐng)域極廣，包括教育、醫(yī)療、體育、軍事、藝術(shù)、文化、娛樂等各個領(lǐng)域。最近幾年，又在接近人類生活的人工智能、圖形仿真、虛擬通訊、娛樂互動、產(chǎn)品演示、模擬訓練等更多領(lǐng)域帶來了革命性的變化。

在教育領(lǐng)域中，學生們看到的不再是乏味的文字及圖片展示，通過混合現(xiàn)實技術(shù)生成一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環(huán)境，可以更立體，直觀的的展示給學生們?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)增加了紙媒的娛樂性和互動性，是對主流教學形式的豐富和補充，為教學形式的多樣化提供了更多可能。如淘米動漫出品的《摩爾字母樂園》是國內(nèi)第一款增強現(xiàn)實玩具，針對幼兒的英語早教，使用移送設(shè)備掃描26個玩偶，不僅可以出現(xiàn)玩偶所代表的26個英語字母，還可以讓孩子們學習與玩偶對應的單詞，進行拼字游戲等等，在寓教于樂中加深學習印象。

在醫(yī)療領(lǐng)域中，混合現(xiàn)實技術(shù)也將發(fā)揮出巨大的潛力。比如與醫(yī)院里常用的CT融合，對原來拍出的黑灰色的二維照片，通過混合現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)三維立體成像顯示，這樣一來，可以讓普通患者直接看到自己身體內(nèi)部器官的位置結(jié)構(gòu)以及病情的狀況，使原來不好解釋的二維圖一下子立體顯示起來，醫(yī)生能夠更容易、簡單的說明患者的病情。

在藝術(shù)與娛樂領(lǐng)域，混合現(xiàn)實技術(shù)也大有用武之地。 例如它可以復原文物古跡，重現(xiàn)古代的歷史建筑風貌，也可以為各種人文景觀添加相應的視頻、圖片、文本的注解，豐富旅游觀光的知識性、趣味性。

四、混合現(xiàn)實技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢

隨著移動設(shè)備的推廣，智能眼鏡甚至頭盔開始邁入市場，混合現(xiàn)實技術(shù)的載體擁有越來越多選擇性。微軟表示，到2020年，全球VR相關(guān)設(shè)備將突破8000萬臺，全球發(fā)布的高端VR設(shè)備就有Oculus Rift和HTC Vive等。VR設(shè)備的研發(fā)，這將必然推動VR更快向AR、MR技術(shù)過渡。也許在未來的某一天，大家都能借助混合現(xiàn)實技術(shù)，以不同的視野看到一個全新的世界。

Magic Leap的首席創(chuàng)意總監(jiān)Graeme Devine對未來混合現(xiàn)實進行了預測，他認為混合現(xiàn)實的到來將比想象中更快。他說：“現(xiàn)在登陸市場的頭顯只是開始而已，在2年內(nèi)混合現(xiàn)實將會成為人們生活中的一部分，人們可以在開放的空間中與疊加在現(xiàn)實中的圖像進行直接交互。在5年后的世界將會是50/50：一半是混合現(xiàn)實，一半是原子。10年后，混合現(xiàn)實將會無處不在。”

五、結(jié)語

混合現(xiàn)實技術(shù)在虛擬世界、現(xiàn)實世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路，增強了用戶體驗的真實感?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)將會在我們的生活中應用越來越廣泛，改變?nèi)藗児ぷ鳌贤?、學習與娛樂的方式，人們消費媒介的方式也將會提升對世界的參與度，促進個人與世界之間的交流，這本身就是對傳統(tǒng)生活方式的一次變革，會讓我們的生活越來越精彩。

陳瀟瀟，南京藝術(shù)學院 傳媒學院，數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)方向碩士研究生。