MR服務產品應用研究

韓佳星

摘 要：混合現實（Mix Reality，簡稱MR）是虛擬現實技術的進一步發展。該技術通過在虛擬環境中引入現實場景信息，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，以增強用戶體驗的真實感。MR與VR、AR同屬于現實增強技術，是由“智能硬件之父”——多倫多大學教授Steve Mann提出的介導現實。其與之前的VR、AR相比，可以說是站在前兩者肩膀上發展出來的混合技術形式，是一種既繼承了兩者的優點，同時也摒除了兩者大部分缺點的新興技術。隨著工業智能化的發展，MR的應用已經可以滲透到各個行業，滿足各種用戶的需求。文章將對MR技術的市場背景以及應用現狀作出調研，探討其可應用范圍。

關鍵詞：混合現實;虛擬現實;技術應用;MR

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1 項目背景

混合現實（Mix reality，簡稱MR）是虛擬現實技術的進一步發展。該技術通過在虛擬環境中引入現實場景信息，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，以增強用戶體驗的真實感。

MR技術作為一個新興的電子產品，將逐步的發展出更多的功能。MR作為一個新型的平臺，新型的硬件設備，可以發展出更多手機和電腦無法實現的軟件和功能。而隨著MR設備的發展和技術的成熟、量產，成本的降低，將逐步融入人們的生活，成為像智能手機一樣不可或缺的設備。

在MR技術剛剛出現時去開發其軟件技術，無疑能分到一杯美羹。而隨著時代的發展，人們的工作更加復雜和信息化，在工作中需要處理大量的信息。而此項目正滿足了這種需求，大大提升了工作效率。

2 MR技術原理

2016年和2018年的《地平線報告》中均提及MR技術，并預計其將會在未來四至五年中成為教育領域采取的重要技術。在最新的2019年《地平線報告》中，提出學習分析、移動學習、MR、人工智能、區塊鏈以及虛擬助手是推動高等教育變革的六大技術。其中，MR作為中期技術，預計未來兩至三年間在教育領域中得到廣泛應用。目前，MR技術已運用于醫療、軍事、航空、娛樂等領域，其與商業的結合也在逐步加深。

20世紀60、70年代，為了增強簡單自身視覺效果，使眼睛在任何情境下都能夠“看到”周圍環境，Steve Mann設計出可穿戴智能硬件，這被看作是對MR技術的初步探索。

VR是純虛擬數字畫面，AR是虛擬數字畫面加上裸眼現實，MR是數字化現實加上虛擬數字畫面。從概念上來說，MR與AR更為接近，都是一半現實、一半虛擬影像。但傳統AR技術運用棱鏡光學原理折射現實影像，視角不如VR視角大，清晰度也會受到影響。

MR技術結合了VR與AR的優勢，能夠更好地將AR技術體現出來。根據Steve Mann的理論，智能硬件最后都會從AR技術逐步向MR技術過渡。MR和AR的區別在于，MR通過一個攝像頭使人看到裸眼都看不到的現實，AR只管疊加虛擬環境而不管現實本身。

3 市場需求調研

MR行業日益崛起，逐漸走進大眾生活，在多個領域都有很好的前景。尤其是在游戲和建筑行業，龐大的市場需求和目前近乎空白的市場現狀，吸引著人們進軍這一市場，為MR技術的進一步成熟而奮斗。MR可以讓用戶更加深入地了解真實場景的狀況，同時又減少了很多成本。假如用戶是一個建筑設計師，其可以利用MR技術輸入參數，模擬出其建筑設計圖中的建筑。這樣，其就可以立體直觀地感受到自己設計的欠缺，從而設計出更加舒適美觀的建筑。假如其是一個游戲發燒友，其也可以通過MR技術與其心儀的游戲人物面對面，獲得精彩絕倫地直觀體驗。假如其是一個家裝策劃者，其可以先利用MR技術模擬出其設計，讓用戶可以直觀立體地感受到經過其不同風格理念裝修的房子，從而選擇他們最喜歡的那款，避免裝修完成后用戶不喜歡的尷尬狀況，提升用戶滿意度。

對商家來說，服務過程中與客戶的交流不到位，往往會造成時間與資源的浪費。如家裝公司、設計公司、建筑公司等，前期與客戶缺乏溝通就會造成返工、物資浪費等現象，浪費人力物力。利用MR平臺及本公司在企業版中定制開發的程序，就可以在施工或加工前期，使施工或加工成品能夠直接可視化地展現在雙方眼前，并且為商家和顧客的高效溝通提供更多的便利條件和時間，以討論更多的合作可能性。

對個人來說，利用各種開發者小程序，能夠使感受到的體驗更加地豐富。在辦公過程中，可以利用此產品的個人版，即時的創造出靈光一閃的點子，并且體驗到真實的感覺，大大增強辦公效率。在家中，消費者可以體驗做家庭的設計師。使用此產品不僅可以隨時體驗家裝的樂趣，還可以體驗觀影、游戲等娛樂活動。在家庭出行、聚會等各種各樣的場合下，本產品都是提高效率、創造更多樂趣的好助手。

4 技術可應用的范圍

隨著大筆資金進入AR項目和AR創業公司，一些IT巨頭（如谷歌、蘋果、微軟、高通和佳能等）開始競相布局AR和MR，構建其AR/MR生態系統，第一批消費級的AR產品已經如雨后春筍般涌現。

工業制造計算機在產品開發中早已廣泛使用，常用的系統有：計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助裝配規劃（CAAP）等。AR技術的應用，大大提高了CAD/CAM處理能力。

軍事模擬虛擬現實很早就被應用在軍事上。20世紀60年代，Ivan Sutherland提出虛擬世界的概念，隨后在美國國防部（DARPA）支持下構建了頭戴式顯示設備“Sword of Damocles”（達摩克利斯劍）。到1983年，DARPA實現了一個實時仿真系統SIM-NET（Simulation NETworking），開發多用戶交互仿真。1990年，NASAAmes Research Centre開發了一個虛擬風洞（VWT），使用VR設備BOOM和數據手套Data Glove分析流場。在運用計算機仿真模擬進行軍事模擬訓練方面，美軍走在世界前列。在阿富汗、伊拉克戰爭準備階段，美軍就在歐文堡訓練基地、山姆休斯頓軍事醫學教育訓練中心開辟模擬實景訓練和仿真模擬訓練，實景還原伊拉克、阿富汗等作戰場景，并要求士兵必須接受該基地3周的適應性訓練后才能趕赴前線作戰。通過VR、AR技術，醫療隊員攜帶多種形式的傳感設備，對各種極端戰場環境下的救治（極地、深海、高空，包括生化、核武器致傷）會有切身感受，如同親身參加實戰。對參訓人員的戰傷救治水平、心理承受和應變能力都有顯著提高[1]。

游戲領域。游戲軟件巨頭任天堂公司2015年發布的Pokemon Go將AR技術應用于游戲領域，通過手機在現實世界中尋找并捕捉虛擬的精靈，憑借出色的創新性獲得巨大成功。

旅游/數字場館將旅游景點進行數字化，以AR形式展現景點的魅力。如2006年北京理工大學的王涌天等人提出，運用增強現實技術數字化圓明園，實現圓明園的重建。通過原址、移動設備AR及頭盔式AR等多種形式重現圓明園的往昔風采。場館方面，AR技術能成為讀者的隨身助理，也能成為館員提升工作效率的得力助手，場館信息展示的新舞臺。應用實例：讀者利用AR設備觀察書籍、名勝、歷史遺跡等被強化物時，相關信息如館藏書目、影音資料、景點故事等作為強化物疊加其上。還可協助讀者/管理員定位圖書，結合用戶位置進行導航。

汽車領域。GTC2016開發者大會上，德國馬牌展示了其正在開發的AR增強現實技術在汽車領域的新應用。在汽車前擋風玻璃上顯示人機交互界面，計算機會根據真實世界場景，實時動態地投射消息至前擋風玻璃上，駕駛者看到的車速、路線、交通狀況等信息與路面、建筑等自然環境融為一體，通過AR交互大幅度提升了汽車駕駛體驗。

AR購物。2017年，萬事達聯合高通等公司推出了一個新的購物系統，并集成了增強現實與生物識別技術來提升其購物體驗和安全性。

智能家居。2014年，谷歌斥資32億收購家居設備公司Nset，蘋果發布智能家居平臺Homekit，大量家電企業、互聯網企業涌入其中。目前，交互展示屏、視頻墻已較為普及，數字交互的媒體技術已經非常成熟，可以實現在家中與窗戶等玻璃制品進行交互、AR條件下進行家居的擺放布置。下一步就是3D投影與AR技術的結合，投入到智能家居場景[2]。

5 項目預計可實現的目標

MR是虛擬現實技術的進一步發展，該技術通過在虛擬環境中引入現實場景信息，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，以增強用戶體驗的真實感。

此項目的重點在于利用MR的混合顯示功能，將用戶所在空間變成的信息提升一個維度，信息顯示不再依賴于顯示器或者平面，空間中的任何位置都可以用于顯示信息，充分解決了辦公或生活中空間利用率低，信息顯示范圍有限而限制工作效率的問題。

參考文獻

[1] 羅偉，王燕一，侯霞，等.混合現實技術常見應用場景[J].2016，12：23-24.

[2] 安德魯·布拉夫.造物 交互 一個混合現實的社交玩?？臻g[J].2019，6：121-122.