日臻成熟的XR技術

陳春全

所謂XR（擴展現實）技術，它其實是VR（虛擬現實）、AR（增強現實）和MR（混合現實）的合稱。

VR技術現已廣泛應用于醫學、影視娛樂、航天、室內設計等領域。它利用頭戴設備模擬真實世界的3D互動環境，與3D電影相比，更注重互動。

AR技術是將真實世界信息和虛擬信息巧妙融合的技術。真實世界和虛擬世界的信息相互補充、疊加，使真實環境和虛擬物體同時顯示在同一畫面里，兼具互動性，從而極大地提升了展示效果。

MR技術是一種技術組合，不僅提供新的觀看方法，還提供新的輸入方法。該技術通過在現實場景呈現虛擬場景信息，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。

目前，世界各地的博物館面臨參觀人數少和觀眾參與度低的問題。為了解決這些問題，相關人員已經在博物館等場所大量使用XR技術。

2016年，“王后·母親·女將——紀念殷墟婦好墓考古發掘四十周年特展”在首都博物館舉行。在殷墟婦好墓復原沙盤前，VR眼鏡幫助參觀者“一眼看穿”殷墟婦好墓的虛擬挖掘現場。當觀眾戴上VR眼鏡后，上可觀天，下可見地，環顧四周能看到殷墟婦好墓周遭的全部景物。

2019年，“博物館在移動”平臺正式上線，湖南省博物館與合作單位打造全球首個5G XR博物館。觀眾只要戴上XR穿戴設備，就可以在虛擬的空間中欣賞博物館的館藏，近距離地感受歷史。觀眾可以“飛”回歷史長河之中，扮演自己心儀的歷史角色，也可以打開展柜與文物進行“親密接觸”，還能穿上古代服飾在沙場“征戰”。觀眾似乎不再是一個旁觀者，而是歷史的“參與者”，能“親身經歷”各種歷史事件。

在2021年的中央廣播電視總臺春節聯歡晚會上，不在北京的演員卻“出現”在舞臺上，并且還和現場演員一同表演。在節目《牛起來》里，劉德華與王一博、關曉彤等演員默契互動，還有機器牛跳踢踏舞，科技感十足。其實，劉德華正是通過“云舞臺”的方式出現在舞臺上的。

春晚能呈現出美輪美奐的舞臺效果，使用的就是XR技術。目前，人類的虛擬交互方式逐漸由2D交互向3D交互轉變。3D交互能讓人看到逼真的影像，甚至猶如身臨其境。正是在XR技術的支持下，春晚工作人員通過異地同步拍攝，營造出多個空間感極強的虛擬建模場景，再配合XR演播廳的真實和虛擬場景，給全國觀眾帶來了一場前所未有的視聽盛宴。

英國一家公司為軍方設計開發的AR眼鏡即將完成。此款眼鏡采用輕巧的形式，有像普通眼鏡一樣的佩戴方式。戴上后，佩戴者可以訪問目標、任務信息、視頻信息等。

未來的戰場是陸、海、空、天、電等多維一體的數字化戰場，XR技術具有虛實融合、人機交互的特點，在軍事領域的應用具有得天獨厚的優勢。使用軍用XR頭戴設備的士兵不但能看到戰場上的實時環境，還能看到周邊探測設備提供的與戰場環境有關的信息。如，美軍采購的AR頭戴設備不僅能顯示地圖和羅盤，而且能提供夜視功能和熱成像功能。士兵戴上AR頭戴設備后，能靠手勢或聲控互動。XR技術可以幫助作戰指揮人員及時調整作戰策略，積極應對快速變化的戰場環境。

此外，XR技術還可以用于構建虛擬戰場，模擬現實戰場環境，從而大幅提高軍事訓練的效率、降低軍事訓練成本，應用前景十分廣闊。