淺談混合現實技術的發展趨勢

陳瀟瀟 （南京藝術學院 傳媒學院 210000）

淺談混合現實技術的發展趨勢

陳瀟瀟 （南京藝術學院 傳媒學院 210000）

隨著科學技術的不斷發展，混合現實技術（MR）日趨成熟，無論是軟件還是硬件都得到了快速發展。混合現實技術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。

混合現實技術（MR）；虛擬現實技術；場景復原

一、虛擬現實技術與混合現實技術概述

虛擬現實技術（VR），全稱Virtual Reality，是一項綜合集成技術，它的出現是計算機圖形學、人機交互技術、傳感器技術、人機接口技術以及人工智能技術等交叉與綜合的結果。它利用計算機技術為核心的現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境和感官世界，用戶通過多種傳感設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用、相互影響、從而產生一種身臨其境的感覺。

混合現實技術（MR），全稱Mediated Reality，是由“智能硬件之父”多倫多大學教授Steve Mann提出的介導現實概念。混合現實技術是增強現實技術的延伸，也是虛擬現實技術的進一步發展，它通過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疊加到真實環境中，真實的環境和虛擬的對象實時地顯示在同一個畫面或空間，用戶利用顯示設備，便可以看到一個感官效果真實的新環境。

二、混合現實技術特點與國內外研究現狀

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

另一個在混合現實領域比較突出的就是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。這種技術叫做 Dynamic Digitised Lightfield Signal（動態數字化廣場信號），這種技術本質上是將圖像直接投射到你的眼睛直達視網膜，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備的圖片，但在Magic Leap所展示出來的范例中都體現了現在計算機科學領域的最新研究成果，而它所體現出來的流暢性和繼承性，也代表了目前計算機工程領域的最高工業水平。

從國內目前混合現實技術的發展來看，起步相對于國外比較晚，而且集中在系統應用技術上，涉及面與研究的都比較單一不寬泛。雖然國內混合現實技術的發展起步晚，但是很多研究機構，尤其是高校，在增強現實的一些算法與設計技術上已有建樹，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實中的遮擋問題、顯示器設計等方面。北京理工大學光電技術與信息系統實驗室研發的“數字圓明園”，利用增強現實技術（AR）將圓明園廢墟和當年未被破壞前的場景實時疊加結合，讓游客們可以觀覽當年皇家園林原貌。

混合現實技術屬于高科技技術，在國內有很大的發展潛力和空間，總體來講，增強現實在中國處于起步階段，較多曾關注虛擬現實技術的企業逐步過渡到對“混合現實”的開發和應用研究。

三、混合現實技術的運用領域

作為新型的人機接口和仿真工具，混合現實技術（MR）的應用領域極廣，包括教育、醫療、體育、軍事、藝術、文化、娛樂等各個領域。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、產品演示、模擬訓練等更多領域帶來了革命性的變化。

在教育領域中，學生們看到的不再是乏味的文字及圖片展示，通過混合現實技術生成一種逼真的視、聽、力、觸和動等感覺的虛擬環境，可以更立體，直觀的的展示給學生們。混合現實技術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》是國內第一款增強現實玩具，針對幼兒的英語早教，使用移送設備掃描26個玩偶，不僅可以出現玩偶所代表的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。

在醫療領域中，混合現實技術也將發揮出巨大的潛力。比如與醫院里常用的CT融合，對原來拍出的黑灰色的二維照片，通過混合現實技術實現三維立體成像顯示，這樣一來，可以讓普通患者直接看到自己身體內部器官的位置結構以及病情的狀況，使原來不好解釋的二維圖一下子立體顯示起來，醫生能夠更容易、簡單的說明患者的病情。

在藝術與娛樂領域，混合現實技術也大有用武之地。 例如它可以復原文物古跡，重現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、混合現實技術在未來的發展趨勢

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

Magic Leap的首席創意總監Graeme Devine對未來混合現實進行了預測，他認為混合現實的到來將比想象中更快。他說：“現在登陸市場的頭顯只是開始而已，在2年內混合現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50/50：一半是混合現實，一半是原子。10年后，混合現實將會無處不在。”

五、結語

混合現實技術在虛擬世界、現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。混合現實技術將會在我們的生活中應用越來越廣泛，改變人們工作、溝通、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，南京藝術學院 傳媒學院，數字媒體藝術專業方向碩士研究生。