浅谈增强现实技术及其军事应用

郭丽莉++张婷婷++刘敏

摘要：随着移动通讯和搜索引擎技术的快速发展，增强现实技术毋庸置疑地成为当今最具影响力的新兴技术之一，它能够将瞬息万变的信息实时地展现在人们面前。该文通过对增强现实技术的定义及其特点的介绍，阐述了国内外增强现实技术的应用领域，并对其应用做了分析，从而引出其关键技术作为一项重要的军民通用的前沿技术，在军事领域如何发挥深远影响。

关键词：增强现实；技术；虚实；军事；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）20-0208-02

当今的信息时代，增强现实技术已成为主流研究热点。增强现实技术是在虚拟现实技术基础之上从而发展起来，实现对现实场景的增强，现实世界对用户感知的增强，从而突破时间及其空间等其他限定，让作为个体的人能更好的有沉浸感和交互性。

1 增强现实技术概述

1.1 什么是增强现实技术

增强现实技术是指利用计算机技术及网络技术同步产生三维信息以此强化人类对现实世界感知的一种新型的高科技技术，因为这一技术是在虚拟现实的基础上发展起来的，所以这一技术也被叫做混合现实。所以说虚拟现实是创造一个全新的虚拟世界出来，而增强现实则是强调虚实结合。 [1]

增强现实技术的最大优势就是它突破了仅限于虚拟现实所呈现的计算机合成的虚拟化世界中而不能真实的看到、感知到真实存在的现实世界。增强现实技术与虚拟现实技术的本质区别在于增强现实技术可以给用户呈现出真实世界的同时让用户也能同时看到在现实世界基础上虚拟出来的幻像。

1.2 增强现实技术特点

现实世界与虚拟世界可以以增强现实技术为桥梁，增强现实技术是对虚拟世界的补充，对现实世界的延伸。增强现实技术有三大特点，三维注册、实时交互和虚实结合，利用附加信息增强使用者对真实世界的感官认知，并非虚拟世界代替真实世界。

（1）虚实结合：增强现实技术是在现实世界的基础上建立虚拟世界，曾强现实技术是依赖真实的现实世界而生的，但并没有完全取代现实环境，而是为现实服务的。即真实世界和虚拟世界的信息集成。它可以将显示器屏幕扩展到真实环境，让虚拟化的三维物理在立体化的全景视野中根据用户需求交互转换。

（2）实时交互：实时交互就是用户通过网络及计算机技术及时得到现实世界中的相应反馈信息的过程。这一技术打怕了传统的单一位置信息反馈模式，他可以将反馈内容扩展到整个现实环境，让用户不再单调的面对屏幕，而是可以将自身融入到被反馈的空间和对象中。而要实现这一技术除了要快速辨识现实环境中的事物外还要保证采集的信息在设备中快速合成病有效传达给用户，只有满足这些条件才能实现所见即能所知的效果。

（3）三维注册：三维注册是指计算机根据数据反馈的用户在三维空间中的信息来不断调整计算机状态的增强信息。增强现实技术中最主要的是信息的反馈及融合，在这一过程中需要不断的根据摄像机反馈的实时信息来计算当前位置及角度，从而定位接收信息融合的虚拟图像在现实场景中的注册位置，以此来让现实世界和虚拟世界更完美的结合。

综上所述，通过分析增强现实这一高新技术的特点不难发现，这一高新技术的优势在于可以通过对人们所处现实环境中的感知，感受及所见所闻来模拟一个全新的世界并增强我们对现实世界的感知，让真实世界和通过计算机技术模拟出来的虚拟世界间的界线越来越模糊。

2 增强现实技术军事应用分析

在增强实现这个概念最早提出的时候，美国就第一个将它用在了军事领域上，再近几年得到了最大程度的开发应用，其他国家也都加紧了对增强现实技术军事应用的机密研究，我军也对此做了一些有益的尝试，虽然在增强现实的军事应用方面起步比较晚，但也在不断的尝试。

习主席曾做过关于军民融合的重要讲话，印象颇深，目前很多先进技术都是军地两用，而这些新技术最早是应用于军事领域，而后在经济发展的驱使下，在商业中不断发展壮大，广泛应用逐渐成熟，对于军事应用有很大启发，值得借鉴。下文笔者将通过案例分析增强现实这一高新技术在不同领域中的应用，进一步阐述增强现实技术怎样在军事应用领域中发挥作用。

2.1 军事应用1——武器装备研制维修

典型案例一：实景维修，用户通过手机、电脑屏幕或者增强现实眼镜能够在真实产品上看到操作指南，非常直观。维修人员还可以查找产品的故障原因，及时准确地进行修理。它所发挥发挥优势在于通过增强现实眼镜和数据手套，可以精确的定位和操作，方便快捷，改变了传统的维修和安装模式，提高了效率，而且还可以避免对人的伤害。

武器装备研制维修，再精确的图纸，也会限制设计理念的准确表达，通过增强现实技术，可以将虚拟设计快速、逼真的融合于现实场景中，在研制阶段就能对最终产品有直观的感受。在军事装备日趋现代化、多功能化得今天，大量高科技装备的维修已经成为军事部队所面临的难题，尤其是在战时，装备维修问题是否能及时有效解决更是至关重要，在军事装备维修中运用增强现实技术，可以通过模拟真实的装备信息，让技术人员更清晰及时的了解及掌握装备故障信息，辅助技术人员进行装备维修，可以有效的提高准备维修效率。这点足以说明增强现实技术在军事应用方面发挥了极大的优势。

2.2 军事应用2——战场环境增强显示

典型案例二：智能手机应用，随着装备有GPS的智能手机迅速普及，基于位置信息的移动服务逐渐成为移动终端平台上的杀手级应用。各种吃、住、行、乐海量信息被准确的叠加在摄像头实时捕捉的周边环境上，并有精准的AR朝向数据导航。城市镜头、出行百科等手机应用，可以称之为最好最全面的导游、导览、导购新平台。

试想，如果这些信息是战场信息，应如何运用呢？ 我们可以利用增强现实来增强战场环境信息，向系统中输入部队的位置信息，系统不仅能向部队显示真实的战场场景，而且能够在真实环境中融合各种虚拟物体，附加各种信息，强调肉眼无法看到的环境信息，甚至包括敌我双方的隐蔽力量等，真正实现战场信息的可视化、透明化。就像我们在前面看到的“突袭诺曼底”中一样，其实美国已经开发了相应的系统，在军事训练器材与先进技术展览中也展出了一些类似的应用，应用前景非常广泛，是未来发展的趋势。

2.3 军事应用3——增强军事训练和演习

典型案例三：体感游戏，在不经意间，微软的xbox360体感游戏机亲民的价格已成为前几年的家庭大众游戏机。谈及体感，对于KINECT这个词并不陌生，它是微软在2010年对X-BOX 360体感周边外设正式发布的名字，是kinetics（动力学）加上connection（连接）两词所自创的新词汇，其实就是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音识别、社群互动等功能。通过这项技术可以不需要使用任何控制器在游戏中操作、互动和分享，彻底颠覆了游戏的单一操作，使人机互动的理念更加彻底的展现出来。

试想，将体感游戏用于军事训练，在陆、海、空、天、电各军兵种都大有用武之地。它不仅可以体验真实的战场环境，而且可以进行自然交互，可以为军事训练提供比实兵演习更加真实的战场体验，将军事训练推向实战化。这方面的应用非常广泛，在军事上增强现实最先用于战斗机驾驶员头盔上，这是最早也是技术最成熟的领域，这次我在先进技术展的空军展区看到一个飞行模拟器后面还挂着一个梯子一样的装置，觉得很奇怪，问了一下才知道模拟的是弹射座椅，大家都知道，飞行员在紧急情况下可以启动弹射装置，而选择最佳时机非常关键，而通过模拟器可以反复练习，熟练把握时机和掌握操作技巧。

2.4 军事应用4——增强作战演示和研讨

典型案例四：大屏幕互动， 2010年世界杯期间，央视五套的《豪门盛宴》节目，电视直播中就应用到了增强现实技术。这是用于图像识别的标记，主持人在介绍比赛场地时，画面中就会加入虚拟立体的体育场画面，在节目中还将虚拟的足球运动员以及一些比赛参数也可以通过AR技术应用到电视画面中。前年在中视典公司的新品发布会上演示了一个增强现实技术的应用，在一个小桌上放置一些普通的卡片，大屏幕上就叠加出三维模型，可以演示各种场景中的活动，有室内设计和，还有消防车救火队灭火的行动，这种大屏幕互动主要用于品牌宣传台和发布会。

而联想到我们的作战演示和研讨，也可以达到意想不到的效果，例如增强现实的沙盘演示，在桌子上就放置一张传统的平面纸质地图，屏幕上识别的就是一个三维的地形图，将增强现实技术应用于作战演示可以让军事专家在传统的军事地图上手持类似军旗一样的简易标识卡就可以自主地操作和控制三维虚拟对象，用熟悉的方式参与到作战实验和作战研讨中，从而实现平面地图与立体战场的虚实结合、军旗卡片与三维模型的实时交互、推演研讨与演示汇报的协同配合。

3 结束语

通过典型案例介绍及对于军事应用的启发并发挥重要作用，可见增强现实技术可以广泛应用于武器装备设计研制、维修保障、战场环境到作战指挥的军事训练的各个领域，对于提高实战化训练水平发挥着日益重要的作用。作为一项重要的军民通用前沿技术，坚信随着技术的不断发展，增强现实技术在军事领域还会有更加广阔的应用空间和发展前景，将会更多更好的为打赢未来战争服务。

参考文献：

[1] 晓野.移动互联网的未来六大技术 [D].百科知识，2012.

[2] Paul Milgram， Fumio Kishino.A Taxonomy of Mixed Reality Visula Display[J]. IEICE Transactions on Information Systems，1994，77（12）.

[3] Azuma ， Ronald T. A Survey of Augmented Reality [J]. Teleoperators and virtual environments， 1997， 6（4）：355-385.

[4] 邹优嘉.移动设备增强现实技术与书本交互的应用[D].安徽理工大学，2013.