數字科技館中混合現實技術的應用探究

于晶 黑龍江省科學技術館

1.混合現實技術的概述

1.1 混合現實技術的由來在于虛擬現實還有增強現實的演變，并且它們在技術方面具有一些相關性。混合現實技術簡稱為MR,它還可以被看作是把現實環境還有虛擬環境在同一個畫面之中進行呈現。此外，還可以將虛擬環境看作一個極點，將真實環境看作是一個極點，之后再與軸線中央的增強虛擬以及增強現實共同成為一個體系，那么這個體系就被稱為混合現實體系。從另一個角度看來，混合現實技術能夠促使媒體還有現實環境之間的進步。有一部分人覺得增強現實還有混合現實說的是一碼事，其實并不是這樣，增強現實的重點在于虛擬技術服務真實性。相對來看，混合現實中虛擬與現實環境的地位是一樣的，不管是將在虛擬環境中結合現實環境，或者是在現實環境中結合虛擬環境，這兩個過程都是正確的。此外，混合現實相應的系統可以對現實物體與虛擬物體之間的矛盾進行化解。

1.2 混合現實技術的特征。第一，具有真實性。通過傳統意義上的虛擬現實展示技術發現，混合現實技術有仿真特征與現場感。針對虛擬現實來說，其只是通過計算機對虛擬環境進行營造，但是其能夠將真實環境還有虛擬環境進行有效的結合，從此讓廣大的人民群眾在這種環境得到不一樣的感覺。第二，具有構想性。通過其構想性可以在混合現實環境中營造一個非常真實的環境，與此同時，通過人們的想象還可以建立一些并不真實存在的虛擬環境。隨著社會的發展，這種技術也被廣泛地運用于社會中，隨著計算機技術的快速發展，越來越多的技術手段隨著混合現實技術被演變出來。將當前虛擬現實與增強現實等技術手段相結合，從而創造出更加先進的混合現實技術。混合現實技術的發展前提是先進的科學技術。

1.3 具有實時互動性。混合現實技術將之前的實物展示技術還有虛擬現實展示手段相結合，在現實環境與計算機虛擬環境之間建立了一條紐帶，從此在現實與虛擬環境中間為消費者提供了行走的空間。這使之前靜態信息的單一展示方式得到了優化，從此人們可以進行更為靈活的信息交流。

2.混合現實系統的基本構成

根據虛擬現實的角度來看，混合現實技術產生的基于虛擬現實的層面，兩者的硬件部分幾乎是一樣的，兩者有一定的共性。混合現實體系通過電腦對各種虛擬物品還有圖文等信息進行構建，之后再把構建出來的信息賦予到消費者可以看見的真實物體上。從此，可以將更多和實際環境相符的相關信息提供給消費者，進一步幫助消費者了解現實環境，要實現這個過程，顯示和注冊流程是重中之重。因此，混合顯示系統必不可少的硬件是方位追蹤設備與頭戴顯示儀。

虛擬環境生成器、現實與虛擬環境所配備的交互設備還有定位設備、用戶觀察實現的頭部調整裝置以及頭戴顯示儀等都是混合現實系統所需要的硬件設備。虛擬環境生成設施目的在于對虛擬環境進行建模、管理還有構建以及對其他的硬件設備進行管理；通過頭部調整設備對消費者的視線進行調整，使其觀察坐標與虛擬環境坐標相對應；交互設備作為指令輸入輸出端，將用戶的感官度與環境改變的調控作為重點，以上內容所講述的這些功能與虛擬現實系統的對應部分是一致的。

3.現實混合技術在數字科技館中的應用

3.1 應用實例

3.1.1 三維地圖展項的應用。通過地理信息體系、虛擬現實以及數據庫的管理體系等一些技術，可以對科技館的三維地圖進行構建，這能夠很方便的指引人們到自己要到的地方。最先以外太空為初始點，將一個旋轉的地球顯示在參觀者面前，可以通過觸摸對地球進行旋轉操作，進而看到地球上的全貌。之后，可以通過點擊具體城市的圖案，看到這所城市的全景。通過這個技術手段，參觀者能夠看到近乎真實的景象。

3.1.2 模擬飛行展項的應用。模擬飛行的展示項目分為很多種，其中有音響系統、操作負載系統以及仿真計算機系統等。以音響系統為例，其會將各種聲音通過模擬的方式表現出來，比如在飛機中系統會將發動機聲音、氣流等聲音模擬出來，使人感覺自身處于一個真實的環境中。

3.1.3 數字劇場中的應用。數字劇場由數字影片與互動游戲所組成。參觀者所看到的緩慢移動的事物即屬于互動游戲部分。數字影片是將影片內容投影到墻面上，再結合天花板的反射效果將美妙的畫面展示給參觀者。

3.2 對應用進行完善

首先給觀眾介紹這個技術的詳細發展過程以及原理和表現形式，使觀眾對其產生興趣。之后，把虛擬環境與實際環境相結合，進而產生意想不到的效果。最后，再利用混合現實技術的可視化特性，建立三維視圖，進一步提升觀眾的興趣。

總結：根據當今社會的發展形勢，混合現實技術的發展程度，對觀眾的體驗感受有著直接影響。對其管理系統的完善，能夠幫助用戶學習新知識。所以，建立新型的數字化科技館，并將先進的科學技術與科學精神進行普及，是當今社會發展的重點。