浅谈混合现实技术的发展趋势

陈潇潇 （南京艺术学院 传媒学院 210000）

浅谈混合现实技术的发展趋势

陈潇潇 （南京艺术学院 传媒学院 210000）

随着科学技术的不断发展，混合现实技术（MR）日趋成熟，无论是软件还是硬件都得到了快速发展。混合现实技术在各个方面都有着非常广阔的应用前景，再往后的学习生活中，必将成为主流趋势。

混合现实技术（MR）；虚拟现实技术；场景复原

一、虚拟现实技术与混合现实技术概述

虚拟现实技术（VR），全称Virtual Reality，是一项综合集成技术，它的出现是计算机图形学、人机交互技术、传感器技术、人机接口技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。它利用计算机技术为核心的现代高科技生成一个逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉及味觉等的虚拟环境和感官世界，用户通过多种传感设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响、从而产生一种身临其境的感觉。

混合现实技术（MR），全称Mediated Reality，是由“智能硬件之父”多伦多大学教授Steve Mann提出的介导现实概念。混合现实技术是增强现实技术的延伸，也是虚拟现实技术的进一步发展，它通过计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象叠加到真实环境中，真实的环境和虚拟的对象实时地显示在同一个画面或空间，用户利用显示设备，便可以看到一个感官效果真实的新环境。

二、混合现实技术特点与国内外研究现状

混合现实的定义让人很容易增强现实（AR）的概念混淆，不过混合现实的交互程度要比增强现实更高。比如微软公司开发的头显设备HoloLens，游戏玩家带上头盔开始游戏时，可以看见家中突然出现许多怪物，这时玩家可以射击怪物，也可以躲避怪物的攻击。

另一个在混合现实领域比较突出的就是Magic Leap公司，目前公布的几段演示视频中巨大的鲸鱼腾出地面，跃向体育馆中的人群、儿童的双手慢慢打开，里面竟藏着一只微型大象、机器人躲在你的办公桌下等。这种技术叫做 Dynamic Digitised Lightfield Signal（动态数字化广场信号），这种技术本质上是将图像直接投射到你的眼睛直达视网膜，通过这种方式，让你的大脑认为它的真的。虽然目前还Magic Leap公司还没有公布任何设备的图片，但在Magic Leap所展示出来的范例中都体现了现在计算机科学领域的最新研究成果，而它所体现出来的流畅性和继承性，也代表了目前计算机工程领域的最高工业水平。

从国内目前混合现实技术的发展来看，起步相对于国外比较晚，而且集中在系统应用技术上，涉及面与研究的都比较单一不宽泛。虽然国内混合现实技术的发展起步晚，但是很多研究机构，尤其是高校，在增强现实的一些算法与设计技术上已有建树，例如摄像机校准算法以及虚拟物体注册算法等，这些算法的成功研究能够帮助解决在混合现实中的遮挡问题、显示器设计等方面。北京理工大学光电技术与信息系统实验室研发的“数字圆明园”，利用增强现实技术（AR）将圆明园废墟和当年未被破坏前的场景实时叠加结合，让游客们可以观览当年皇家园林原貌。

混合现实技术属于高科技技术，在国内有很大的发展潜力和空间，总体来讲，增强现实在中国处于起步阶段，较多曾关注虚拟现实技术的企业逐步过渡到对“混合现实”的开发和应用研究。

三、混合现实技术的运用领域

作为新型的人机接口和仿真工具，混合现实技术（MR）的应用领域极广，包括教育、医疗、体育、军事、艺术、文化、娱乐等各个领域。最近几年，又在接近人类生活的人工智能、图形仿真、虚拟通讯、娱乐互动、产品演示、模拟训练等更多领域带来了革命性的变化。

在教育领域中，学生们看到的不再是乏味的文字及图片展示，通过混合现实技术生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境，可以更立体，直观的的展示给学生们。混合现实技术增加了纸媒的娱乐性和互动性，是对主流教学形式的丰富和补充，为教学形式的多样化提供了更多可能。如淘米动漫出品的《摩尔字母乐园》是国内第一款增强现实玩具，针对幼儿的英语早教，使用移送设备扫描26个玩偶，不仅可以出现玩偶所代表的26个英语字母，还可以让孩子们学习与玩偶对应的单词，进行拼字游戏等等，在寓教于乐中加深学习印象。

在医疗领域中，混合现实技术也将发挥出巨大的潜力。比如与医院里常用的CT融合，对原来拍出的黑灰色的二维照片，通过混合现实技术实现三维立体成像显示，这样一来，可以让普通患者直接看到自己身体内部器官的位置结构以及病情的状况，使原来不好解释的二维图一下子立体显示起来，医生能够更容易、简单的说明患者的病情。

在艺术与娱乐领域，混合现实技术也大有用武之地。 例如它可以复原文物古迹，重现古代的历史建筑风貌，也可以为各种人文景观添加相应的视频、图片、文本的注解，丰富旅游观光的知识性、趣味性。

四、混合现实技术在未来的发展趋势

随着移动设备的推广，智能眼镜甚至头盔开始迈入市场，混合现实技术的载体拥有越来越多选择性。微软表示，到2020年，全球VR相关设备将突破8000万台，全球发布的高端VR设备就有Oculus Rift和HTC Vive等。VR设备的研发，这将必然推动VR更快向AR、MR技术过渡。也许在未来的某一天，大家都能借助混合现实技术，以不同的视野看到一个全新的世界。

Magic Leap的首席创意总监Graeme Devine对未来混合现实进行了预测，他认为混合现实的到来将比想象中更快。他说：“现在登陆市场的头显只是开始而已，在2年内混合现实将会成为人们生活中的一部分，人们可以在开放的空间中与叠加在现实中的图像进行直接交互。在5年后的世界将会是50/50：一半是混合现实，一半是原子。10年后，混合现实将会无处不在。”

五、结语

混合现实技术在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，增强了用户体验的真实感。混合现实技术将会在我们的生活中应用越来越广泛，改变人们工作、沟通、学习与娱乐的方式，人们消费媒介的方式也将会提升对世界的参与度，促进个人与世界之间的交流，这本身就是对传统生活方式的一次变革，会让我们的生活越来越精彩。

陈潇潇，南京艺术学院 传媒学院，数字媒体艺术专业方向硕士研究生。