張冰 李子祥 李子成
一、什么是AR技術(shù)
1.AR增強現(xiàn)實技術(shù)的概述
增強現(xiàn)實(Augmented Reality,簡稱AR),是一種實時計算攝影機影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù),這種技木的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。
增強現(xiàn)實,是一個近年來新興的熱門研究領(lǐng)域。對于增強現(xiàn)實的定義,在看過諸多的描述后,得出一個綜合的表述:增強現(xiàn)實能夠?qū)D形,視頻音頻甚至觸覺感知等虛擬的事物,信息疊加到人們能真實感受到的環(huán)境中,讓用戶通過某種設(shè)備或者途徑,看到結(jié)合后的景象,同時,讓使用者能夠與虛擬事物和信息進行一定的交互。虛擬的事物和信息,作為現(xiàn)實場景的一個補充,達到使現(xiàn)實增強的效果。通俗來說,就是利用計算機,在顯示實際場景時,添加一些有計算機生成的東西,使人們能更生動直觀的去感受一些事物。
二、AR技術(shù)各行業(yè)的應(yīng)用
1.交通行業(yè)
GPS導(dǎo)航:將導(dǎo)航直接疊加在視野中,直接看向前方,避免了由于低頭看手機或汽車導(dǎo)航造成事故的危險。防止撞擊:不論是使用自動駕駛車輛還是AR輔助駕駛,計算機視覺對潛在危險的檢測和反應(yīng)都比人類更加迅速。危險標記:司機或乘客對危險或需要減速的路況進行標記,其他的AR用戶也可以獲得提醒,以此減少事故的發(fā)生。事故記錄和分析:AR用戶可以從自己的視角進行記錄,為確定事故原因提供更多的證據(jù)。
2.教育行業(yè)
書籍:在虛擬屏幕上可以看到彈出的數(shù)字、相關(guān)信息的鏈接、詞匯的定義等,以數(shù)字化的方式獲取知識。物體建模:增強現(xiàn)實也可以用于建模,使學(xué)習(xí)者可以設(shè)想給定物體在不同設(shè)置中的外觀。模型可以快速生成、操縱和旋轉(zhuǎn),學(xué)生可以立即收到相關(guān)的視覺反饋。課堂教學(xué)的改進:AR課程資料能夠讓學(xué)生深入地了解課題。教師可以在線提問學(xué)生,直接看到他們給出的答案,學(xué)生可以遠程參加學(xué)習(xí)小組完成作業(yè)。教師可以看到哪位學(xué)生沒有加入,從而進一步給予關(guān)注?;瘜W(xué)實驗課也不必再擔(dān)心化學(xué)藥品可能造成的危險。天文:抬頭仰望夜空,就能識別行星、恒星、星座以及各種各樣的天體。職業(yè)培訓(xùn):學(xué)員可以通過AR指令和遠程監(jiān)控,快速掌握工作技能。
3.醫(yī)療行業(yè)
手術(shù)助手:在手術(shù)中識別器官和組織,并獲得指令,可以站在醫(yī)生視角觀察,也可以是基于知識庫的應(yīng)用學(xué)習(xí)。藥物識別:幫助醫(yī)務(wù)工作者正確地分辨藥物,即使他們沒有受過訓(xùn)練也可以完成。簡化了對藥劑師和醫(yī)生的要求,減少了藥物管理和處方過程中可能發(fā)生的錯誤。靜脈插入:讓醫(yī)務(wù)工作者能更容易找到靜脈并進行注射,增加一次插入成功的幾率。癥狀檢查:讓患者根據(jù)醫(yī)療數(shù)據(jù)庫的信息檢查自己的癥狀,并與醫(yī)生實時交流信息。給醫(yī)生更多機會:AR能夠幫助缺乏臨床經(jīng)驗的醫(yī)務(wù)工作者提升能力,例如遠程醫(yī)生可以通過第一人稱視角來給予協(xié)助,讓醫(yī)生們可以不受位置和專業(yè)知識范圍的限制,工作更加靈活。交流意見:與其他醫(yī)生更快速簡捷地進行合作,例如各位醫(yī)生一起X光片,相互分享觀點,討論結(jié)果。
4.軍事行業(yè)
秘密情報傳遞:特工可以用AR標示出特定的目標,只對特定的人可見,提高安全性。友軍甄別:大范圍的AR覆蓋分辨出友軍和平民,用不同顏色或記號標記出友軍和平民、敵軍和敵軍車輛,將傷亡降到最低。增強飛行員視覺:識別目標,避免障礙,導(dǎo)航,提高目標精度。炸彈檢測:用AR進行炸彈檢測掃描,接收反饋信息,標記出炸彈位置,避免危險。狀態(tài)顯示:顯示剩余的彈藥、食物和水、個人和整個隊伍的健康狀況,任務(wù)細節(jié)以及其他關(guān)鍵信息。
5.購物行業(yè)
服裝購買:不出家門就能試穿服裝。通過AR技術(shù)將服裝疊加到自己身上。個人風(fēng)格:嘗試不同的發(fā)型與妝容。身體改變:在自己身上查看紋身、穿孔以及整形的效果。甚至還能看到自己減肥、增肥以及鍛煉出一身肌肉的效果,甚至還能看到自己減齡與增齡的樣子。家具購買:將家具以AR的形式擺放到你家的具體位置并查看效果。生活小物品購買:創(chuàng)建購物目標,如營養(yǎng)品、優(yōu)惠券兌換、食譜等,然后通過AR系統(tǒng)來提示需要購買的物品及其所在位置。
三、AR技術(shù)的發(fā)展前景
近年來,隨著光學(xué)、微電子、圖像、計算機和人工智能等技術(shù)的不斷進步,從能夠營造夢幻般舞臺效果的全息投影技術(shù),到已經(jīng)走入人們?nèi)粘I畹奶摂M現(xiàn)實頭盔,3D成像與顯示技術(shù)迎來了全新的發(fā)展機遇。虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實(VR/AR)熱潮近年來接連在全球范圍內(nèi)引爆。目前,VR/AR技術(shù)已成功應(yīng)用于廣告?zhèn)髅健⒔逃嘤?xùn)、房地產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)、文化旅游、互動娛樂等領(lǐng)域,并為行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇和升級機會。隨著各大行業(yè)對VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重視,相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)運而生,成為行業(yè)推進數(shù)字化建設(shè)的重要手段之一。VR行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同平臺使用,無論是計算機電腦用鍵盤控制,還是直接戴上VR頭盔用VR手柄進行控制,虛擬現(xiàn)實都給人們帶來了全新的操作體驗和視覺沖擊。
據(jù)悉,VR、AR等新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展被列入“十三五”規(guī)劃,具有重要意義,將大力推動涵蓋上下游的整個產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,有利于VR、AR技術(shù)的普及,以及與各行業(yè)的融合發(fā)展,有望形成“VR+”“AR+”的新趨勢。對于國內(nèi)市場,2016年國內(nèi)VR市場規(guī)將達到56.60億人民幣,2020年市場規(guī)模預(yù)計超過556.30億人民幣;中國AR市場規(guī)模也將持續(xù)上升,2016年市場規(guī)模約為33.90億人民,預(yù)計2020年可增至1,187.70億人民幣。
在未來,AR會滲透改變市場營銷行業(yè)。因為移動AR設(shè)備技術(shù)十分成熟,使用AR技術(shù),虛擬試衣,虛擬試家具等。消費者可以用AR了解商品中的更多詳細信息。想象一下,未來品牌標志不僅是放在廣告牌上或者網(wǎng)站上,而是可以放在物理世界的任何地方,可以在消費者面前有更多的曝光。
四、結(jié)束語
人工智能、大數(shù)據(jù)分析與虛擬教育(VR 教育)被稱為影響未來的三大科技創(chuàng)新方向。未來的虛擬現(xiàn)實和AR技術(shù)將結(jié)合更多高新科技元素如人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)和移動技術(shù)等,而隨著虛擬現(xiàn)實和AR技術(shù)的發(fā)展,其在各個領(lǐng)域的發(fā)展前景也將會越來越廣闊。虛擬現(xiàn)實和AR技術(shù)帶給我們的不僅僅是一個技術(shù)平臺或工具,更會孕育出一種新型的科技平臺。
本文為桂林航天工業(yè)學(xué)院2020年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目《AR形象助手》(202011825128)成果。