擴增實境

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擴增實境Augmented Reality,簡稱 AR),是一種實時地計算攝影機影像的位置角度並加上相應圖像的技術,這種技術的目標是在螢幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。這種技術估計由1990年提出。隨著隨身電子產品運算能力的提升,預期擴增實境的用途將會越來越廣。

定義[编辑]

目前对于擴增實境有两种通用的定义。一是北卡大学羅納德·阿祖瑪(Ronald Azuma)于1997年提出的[1],他认为擴增實境包括三个方面的内容:

  • 將虛擬物與現實結合
  • 即時互動
  • 三維

而另一种定义是1994年保罗·米尔格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)提出的现实-虚拟连续统(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)。[2]他们将真实环境和虚拟环境分别作为连续统的两端,位于它们中间的被称为“混合實境(Mixed Reality)”。其中靠近真实环境的是擴增實境(Augmented Reality),靠近虚拟环境的则是擴增虛境(Augmented Virtuality)。

现实-虚拟连续统

意义[编辑]

所谓增强现实(Augmented reality,下面简称AR),是一种结合虚拟化技术再来观察世界的方式。[3] 直接来看,AR能为我们提供现实中无法直接获知的信息。但是,更深层次来讲,这种信息实际上又让每个人眼中的世界更加多样性。同样的大楼在我们的AR视线里,会披上完全不同的‘信息外套’,这或许又是一种‘长尾现象’。另外,海淀的百货大楼和朝阳的百货大楼,在地理上没有任何关联,可是却在AR中可以以信息的形式连接到一起。这些都是目前AR已经显现出来的一些特点。当然随着技术的发展,未来的AR可能会更加先进。

应用[编辑]

行動設備[编辑]

目前在 iPhone 手機,Windows Phone手機以及Google Android手機上,已經出現不少的擴增實境的應用。

医疗[编辑]

医生可以利用增强现实技术,轻易地进行手术部位的精确定位。[4]

工业[编辑]

目前增强现实在工业上的应用也已经出现了不少。目前主要用于大型器械的维修和制造上。[5]通过为维修人员装备头戴式显示器,维修人员可以在维修时轻松获取对他们有用的很多帮助信息。

娱乐[编辑]

增强现实在游戏和娱乐中的应用同样很多。 位于加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的研究人员们最近开发出一种很神奇的地板砖[6],这些地板砖可以模仿沙地、雪地、草地的环境(包括视觉、听觉、感觉等)。这些地砖可能被用于一些增强现实的应用,包括电话会议、远程培训、远程医疗等等。

这个地砖系统是由虚浮在一个平台上的一些可变形的盘子组成。在盘子和平台之间有很多的用于感应用户脚部力量的传感器。这些盘子可以震动,以模拟步入不同环境中的感觉。还有一个从上到下的投影与一个扬声器,用于给出视觉与听觉的反馈。

麦吉尔大学智能机器研究中心的研究员楊·維塞爾(Yon Visell)说:「这些地砖既可以用于人机互动,也可以用于沉浸式的虚拟现实中」。

这个地砖系统还能被用作一个巨型的由脚控制的触摸屏,例如,可以用作一种导航投射在建筑物大厅或者公共广场的巨型地图的方法。同时还能被用于游戏和娱乐之中,增加人机之间的互动性。

商机[编辑]

增强现实应当被归为一种地理位置信息服务GIS,是地图、GPS地图导航的升级。[7] 在GPS地图导航中,类似PAPAGO!等导航软件提供商通过在他们的导航地图中嵌入相关的一些商业信息可也赚钱。 AR产品展示,应用AR技术将产品模型叠加到现实场景中。[8]

擴增實境或許不僅被歸為一種地理位置信息服務GIS,他並不只是地圖、GPS地圖導航的升級。

地理位置信息服務GIS所指的其實只是一種所謂的LBS擴增實境系統,與真正以視覺為基礎的擴增實境系統並不相同。它算是一種「很有創意、很有巧思」的LBS應用,但僅只能做到表層街景的應用,與「真正的擴增實境」是不同的。

LBS擴增實境並未直接在攝影機的影像上做辨認對應,也沒有任何直接關聯性。攝影機基本上只是提供畫面,沒有任何作用。假設今天攝影機鏡頭歪掉,或衛星定位偏差了,那所呈現的LBS擴增實境對應資訊都將是錯誤的(因為二者本來就是「獨立存在」無關聯性的)。

以視覺為基礎的擴增實境是可以「直接」以攝影機做到「自然萬物辨識」及「肢體動作擷取」。它不但可以做到LBS擴增實境的功能,更可以從街景深入到廣告招牌、公車站牌、商店櫥窗、店內陳設、商品、服務員的名牌、菜單……等無所不在的日常生活萬事萬物之中,並根據攝影機上的影像辨別,「即時」疊加各類3D影片或資訊內容(例如facebook上的即時互動資訊),與LBS擴增實境僅只是將攝影機畫面「創意結合」AGPS或GPS系統完全不同。

LBS擴增實境與視覺為基礎的擴增實境最大的差異,在於後者的應用是更廣泛、更貼近人類自然生活。目前更進階的擴增實境則是大量編碼式與快速內容編製式的視覺為基礎擴增實境,這樣的技術將可以大量應用於日常生活之中。[9]

相关条目[编辑]

参考文獻[编辑]

  1. ^ R. Azuma, A Survey of Augmented Reality Presence: Teleoperators and Virtual Environments, pp. 355–385, August 1997.
  2. ^ P. Milgram and A. F. Kishino, Taxonomy of Mixed Reality Visual Displays IEICE Transactions on Information and Systems, E77-D(12), pp. 1321-1329, 1994.
  3. ^ 介绍了什么是增强现实
  4. ^ 增强现实@医疗
  5. ^ 增强现实@制造与维修
  6. ^ 可用于游戏和娱乐的增强现实地砖系统
  7. ^ 分析了增强现实领域的商机
  8. ^ [1]
  9. ^ [2]

延伸閱讀[编辑]