日臻成熟的XR技術(shù)

陳春全

所謂XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）技術(shù)，它其實(shí)是VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）和MR（混合現(xiàn)實(shí)）的合稱。

VR技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、影視娛樂、航天、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。它利用頭戴設(shè)備模擬真實(shí)世界的3D互動(dòng)環(huán)境，與3D電影相比，更注重互動(dòng)。

AR技術(shù)是將真實(shí)世界信息和虛擬信息巧妙融合的技術(shù)。真實(shí)世界和虛擬世界的信息相互補(bǔ)充、疊加，使真實(shí)環(huán)境和虛擬物體同時(shí)顯示在同一畫面里，兼具互動(dòng)性，從而極大地提升了展示效果。

MR技術(shù)是一種技術(shù)組合，不僅提供新的觀看方法，還提供新的輸入方法。該技術(shù)通過在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景呈現(xiàn)虛擬場(chǎng)景信息，在虛擬世界、現(xiàn)實(shí)世界和用戶之間搭起一個(gè)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(shù)少和觀眾參與度低的問題。為了解決這些問題，相關(guān)人員已經(jīng)在博物館等場(chǎng)所大量使用XR技術(shù)。

2016年，“王后·母親·女將——紀(jì)念殷墟婦好墓考古發(fā)掘四十周年特展”在首都博物館舉行。在殷墟婦好墓復(fù)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(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)觀眾戴上VR眼鏡后，上可觀天，下可見地，環(huán)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(dòng)”平臺(tái)正式上線，湖南省博物館與合作單位打造全球首個(gè)5G XR博物館。觀眾只要戴上XR穿戴設(shè)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(zhǎng)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(jìn)行“親密接觸”，還能穿上古代服飾在沙場(chǎng)“征戰(zhàn)”。觀眾似乎不再是一個(gè)旁觀者，而是歷史的“參與者”，能“親身經(jīng)歷”各種歷史事件。

在2021年的中央廣播電視總臺(tái)春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上，不在北京的演員卻“出現(xiàn)”在舞臺(tái)上，并且還和現(xiàn)場(chǎng)演員一同表演。在節(jié)目《牛起來》里，劉德華與王一博、關(guān)曉彤等演員默契互動(dòng)，還有機(jī)器牛跳踢踏舞，科技感十足。其實(shí)，劉德華正是通過“云舞臺(tái)”的方式出現(xiàn)在舞臺(tái)上的。

春晚能呈現(xiàn)出美輪美奐的舞臺(tái)效果，使用的就是XR技術(shù)。目前，人類的虛擬交互方式逐漸由2D交互向3D交互轉(zhuǎn)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(shù)的支持下，春晚工作人員通過異地同步拍攝，營(yíng)造出多個(gè)空間感極強(qiáng)的虛擬建模場(chǎng)景，再配合XR演播廳的真實(shí)和虛擬場(chǎng)景，給全國(guó)觀眾帶來了一場(chǎng)前所未有的視聽盛宴。

英國(guó)一家公司為軍方設(shè)計(jì)開發(fā)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(biāo)、任務(wù)信息、視頻信息等。

未來的戰(zhàn)場(chǎng)是陸、海、空、天、電等多維一體的數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)，XR技術(shù)具有虛實(shí)融合、人機(jī)交互的特點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。使用軍用XR頭戴設(shè)備的士兵不但能看到戰(zhàn)場(chǎng)上的實(shí)時(shí)環(huán)境，還能看到周邊探測(cè)設(shè)備提供的與戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境有關(guān)的信息。如，美軍采購的AR頭戴設(shè)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(shè)備后，能靠手勢(shì)或聲控互動(dòng)。XR技術(shù)可以幫助作戰(zhàn)指揮人員及時(shí)調(diào)整作戰(zhàn)策略，積極應(yīng)對(duì)快速變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

此外，XR技術(shù)還可以用于構(gòu)建虛擬戰(zhàn)場(chǎng)，模擬現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，從而大幅提高軍事訓(xùn)練的效率、降低軍事訓(xùn)練成本，應(yīng)用前景十分廣闊。