讓展品活起來

奧秘精靈

“你們知道現在博物館最酷的參觀方式是什么嗎？”小好問詢問伙伴們。

一旁的小靈通說：“現在有很多博物館推出了手機導覽服務，觀眾可以用自己的手機、平板電腦等下載展品說明和參觀路線等。你說的是這個嗎？”

“你說的這些已經不稀奇了，我在電視上看到現在流行一種叫現實增強的技術，能讓博物館的展品都活起來，這才酷呢，”小好問說著說著激動了起來，“關主，今天的闖關你就帶我們去了解一下這種新技術吧。”

“還等什么，出發吧！”

第一關 真實與虛幻的結合

關主帶著小先鋒們坐上時空穿梭機來到了加拿大的皇家安大略博物館。“這里是‘終極恐龍展現場。我會給你們每人一臺平板電腦，然后試著用它對準這幅恐龍海報，看看有什么效果。”

大家都舉起了平板電腦。小好問突然激動地喊起來：“快看，海報上居然站了一只恐龍。”緊接著另外兩個人也發出了驚嘆聲。

就在他們還處于驚奇中時，關主提出了第一關的任務：“很神奇吧？這就是增強現實技術。下面試著用你們自己的話來描述一下這種技術吧。”

小粗心盯著屏幕說：“它能讓二維圖案變成3D的，讓靜態的事物變成活動的。”

小好問認真思考著：“我看是將真實的圖片變成了虛擬的影像。”

小靈通：“應該是真實的圖像與虛擬影像的結合才更準確，圖片還是在那，只是圖片上的圖案‘活了起來。”

【關主釋答】

你們說的都沒有錯。增強現實技術（Augmented Reality）也被稱為混合現實，它通過電腦技術，將虛擬的信息應用到真實世界，使真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間，它不僅展現了真實世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。比如，我們在觀賞海報上的恐龍圖像時，是不會產生或者接收到有關恐龍生前的信息的，而增強現實技術則打破了這一局限。它將計算機生成的虛擬物體，也就是恐龍生前的樣子疊加到海報的真實場景之上，實現了對真實世界的增強。同時，由于與真實世界的聯系并未被切斷，交互方式也就顯得更加自然，也就使得你們看到了一只活的恐龍躍然紙上。

第二關 全新感官體驗方式

“下面，試著把屏幕對準真實恐龍骨架吧。”關主神秘地說。然后，小先鋒們屏幕上的恐龍居然成了有血有肉的活體，會吼叫，會搖擺。后來，關主又帶著大家探索了其他幾家博物館里增強現實技術的運用，幾個小朋友直呼過癮。

“別光顧著感嘆，看了幾種不同的運用方式，你們能不能分析其中的奧秘啊？”

小好問說：“技術人員事先將與圖片、展品有關的大量虛擬信息儲存在計算機終端中，當平板電腦對準特殊的感應點時，就觸發終端發送那些儲存的信息到屏幕上。”

小粗心：“我同意小好問關于虛擬信息存儲的部分，而且信息是通過網絡發送到我們的平板電腦上的。”

小靈通最后說：“我看不單單是依靠單一的原理就能實現，肯定是一個復雜的多技術集合。”

【關主釋答】

下面，讓我用更專業性的話來向你們解釋增強現實技術的原理。它借助計算機圖形技術和可視化技術產生現實環境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術將虛擬對象準確“放置”在真實環境中，借助顯示設備將虛擬對象與真實環境融為一體，并呈現給使用者一個感官效果真實的新環境。因此增強現實系統具有虛實結合、實時交互、三維注冊的新特點。

具體來說，增強現實技術主要依賴顯示技術、跟蹤和定位技術、界面和可視化技術以及標定技術等實現。目前該技術的顯示主要通過頭盔顯示器、手持顯示器和投影顯示器，你們手拿的平板電腦就屬于手持顯示器；跟蹤和定位技術是指預先在已知的位置上放置基準的標記，通過跟蹤這些標記跟蹤真實對象，從而擴大跟蹤范圍；界面和可視化技術主要是研究如何有效地在增強現實技術顯示器上表現信息；為了生成準確的定位，該技術系統需要進行大量的標定，這其中包括攝像機參數、視域范圍、傳感器的偏移、對象定位以及變形等，這就是標定技術。

第三關 超炫科技大用途

“其實增強現實早在上世紀70年代就出現，只是近年來發展迅速，越來越成為一種時尚。你們覺得這么酷的技術，還能用來干什么呢？”

小靈通說：“用在博物館就是一種很好的方式，特別是在一些遺址類博物館，比如咱們的圓明園，我們就能了解它被毀前的樣子。”

小粗心說：“要是能做成游戲肯定很棒，能有身臨其境的感覺！”

小好問說：“我覺得用來幫助醫生做手術更棒，使醫生能夠看清病人體內的狀況，手術的風險能降低很多。”

【關主釋答】

你們的設想都挺好，目前增強現實技術也確實在這些領域都有所作用。總的來說，這項技術在諸如尖端武器、飛行器的研制與開發、數據模型的可視化、虛擬訓練、娛樂、影視與藝術等領域具有廣泛的應用，而且由于其具有能夠對真實環境進行增強顯示輸出的特性，在醫療研究與解剖訓練、精密儀器制造和維修、軍用飛機導航、工程設計和遠程機器人控制等領域，具有顯著的優勢。說到增強現實技術在影視領域的應用，還記得2010年南非世界杯足球比賽期間中央電視臺的《豪門盛宴》欄目嗎？該欄目成功利用增強現實技術在現場制造了一個3D的虛擬球場。其實這個球場只有電視機前的觀眾才能看到，而現場的主持人面對的則是一個空曠的舞臺。相信在不久的將來，該項技術會被應用于人類生活的各個領域，使我們的生活更加精彩。

（責任編校：湯文培）