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在街頭問(wèn)陌生人什么是虛擬現實(shí) (VR) 或其工作原理，大多數人都會(huì )對這項技術(shù)有一些既有看法，甚至將其等同于電視連續劇《星際迷航:下一代》中全息甲板 (Holodeck) 上的最終VR實(shí)現。但是，再問(wèn)他/她什么是增強現實(shí) (AR)，可能很難獲得答案。也許會(huì )有人談及這項技術(shù)中游戲的應用，或者早期以失敗告終的Google Glass雛形。 盡管AR的概念由來(lái)已久，但直到Pokémon Go橫空出世，它才獲得世人的關(guān)注。Pokémon Go是一款視頻游戲，將智能手機圖像與現實(shí)世界的尋寶游戲相結合，讓游戲玩家同時(shí)體驗真實(shí)和虛擬世界。但是，AR到底是什么？ 作為新興技術(shù)，其能否在游戲和娛樂(lè )之外，具有解決現實(shí)世界問(wèn)題的潛力？ 本文將探討多個(gè)跨行業(yè)增強現實(shí)試點(diǎn)計劃和應用，包括醫療保健、執法、教育、物流、建筑等。正如諸位將看到的，增強現實(shí)正在轉變?yōu)橐粋�(gè)跨行業(yè)的實(shí)際應用平臺，這項技術(shù)可以從今天的簡(jiǎn)單試點(diǎn)項目發(fā)展成為人們日常生活中不可或缺的助手。 什么是增強現實(shí)？ 增強現實(shí)，有時(shí)稱(chēng)為混合現實(shí)，是一種將現實(shí)世界的對象或環(huán)境與聲音、視頻、圖形或GPS數據的感官輸入設備生成的虛擬元素相結合的技術(shù)。與利用虛擬世界完全替代現實(shí)世界的虛擬現實(shí)不同，AR是實(shí)時(shí)運行的，并與環(huán)境中的對象交互，從而將虛擬內容與現實(shí)世界疊加起來(lái)。 在游戲中普及的同時(shí)，AR技術(shù)充分展示了其將交互數字世界帶入個(gè)人感知真實(shí)世界的實(shí)力。在這個(gè)世界里，數字可以顯示出有關(guān)真實(shí)世界對象的更多信息，甚至還超越了真實(shí)世界實(shí)際可見(jiàn)的對象。試想一下，醫生在給患者檢查身體時(shí)，不需要掃描和X光，便可獲悉患者的身體狀況； 孩子們學(xué)習分子時(shí)可以與分子進(jìn)行互動(dòng)； 只要看一眼機器，便知道機器所需的維護和維修，將是一件多么奇妙的事情！ 支持增強現實(shí)的設備通常是專(zhuān)用的頭戴式顯示器 (HMD) 或平視顯示器 (HUD)，類(lèi)似護具（例如，Microsoft的HoloLens）、頭盔或眼鏡，以及手持設備（例如，智能手機或平板電腦）。諸如Intel的Recon Jet™ Pro智能研究，將智能手機功能集成到輕巧的眼鏡中，從而實(shí)現了與遠程企業(yè)資源規劃 (ERP) 系統的交互。這款眼鏡不僅僅是一個(gè)顯示模塊，還能實(shí)現遠程溝通。一些供應商正使用其他對象進(jìn)行擴展，以生成諸如投影儀、桌子或臺燈之類(lèi)的增強元素，或通過(guò)平板顯示器本身來(lái)生成增強元素。有了這些進(jìn)步，AR用戶(hù)將不再受困于笨重的頭盔或眼鏡。 下一代醫療保健技術(shù) 隨著(zhù)人口老齡化趨勢的增強，許多地區的醫療成本始終居高不下，醫療技術(shù)的發(fā)展不僅可以降低醫院、醫療服務(wù)提供者和保險公司的成本，還能提供更好、創(chuàng )傷更小的治療方法。在這里，增強現實(shí)技術(shù)被當作一種預防措施，讓醫療保健專(zhuān)業(yè)人員能以非傳統方式接收數據。 醫療保健巨頭Cigna今年剛推出了一個(gè)名為BioBall的項目。該項目使用Microsoft HoloLens技術(shù)，以交互游戲的方式來(lái)測試患者的血壓和身體質(zhì)量指數�；颊呤殖忠粋�(gè)輕質(zhì)的中號球，在一分鐘時(shí)間內捕捉屏幕上閃過(guò)的畫(huà)面。BioBall以此感知玩家的脈搏，并利用響應光線(xiàn)將游戲與玩家的心跳聯(lián)系起來(lái)。游戲結束后，患者就可以通過(guò)耳機收聽(tīng)到自己的健康數據，相應的健康建議還會(huì )同步發(fā)送到相關(guān)的郵箱中。Cigna指出，這項技術(shù)旨在鼓勵人們通過(guò)了解自身的健康數據來(lái)管理身體，并使人們獲得針對性的治療。 在馬里蘭大學(xué)Augmentarium虛擬和增強現實(shí)實(shí)驗室正在醫療保健方面，利用AR改善超聲波的工作方式（圖1）。馬里蘭大學(xué)健康信息學(xué)和生物成像中心 (CHIB) 副主任Barbara Brawn-Cinani表示，借助Microsoft HoloLens和專(zhuān)用軟件，佩戴AR設備的醫生可以直接看到患者和超聲成像，而不再需要通過(guò)一旁的屏幕進(jìn)行觀(guān)察。 
圖1：醫生使用HoloLens和增強現實(shí)軟件直接在患者面前觀(guān)察超聲波 （圖源：馬里蘭大學(xué)） 而超聲波只是AR的開(kāi)始。Brawn-Cinani說(shuō)道，“現在只是在外科手術(shù)應用上摸索，我們正在計劃為其他成像方式使用類(lèi)似的界面，并進(jìn)行現場(chǎng)測試，以確定這種工具的實(shí)際效果�！� 其他公司正在開(kāi)發(fā)新的平臺，將AR用于更復雜的手術(shù)。例如，Scopis正在開(kāi)發(fā)一種工具，增強外科醫生在進(jìn)行脊柱手術(shù)時(shí)的視野。 新瓶裝舊酒 與此同時(shí)，AR正在開(kāi)辟新的教育方法，激發(fā)孩子們的學(xué)習興趣，或者在某些情況下，幫助那些學(xué)習困難的學(xué)生趕超其他學(xué)生。芬蘭赫爾辛基大學(xué)的AR項目通過(guò)幫助孩子們與氣體、重力、聲波和飛機風(fēng)力等物理學(xué)中的分子運動(dòng)進(jìn)行虛擬互動(dòng)，激發(fā)成績(jì)較差孩子學(xué)習科學(xué)的潛力。他們發(fā)現，對于這些成績(jì)欠佳的孩子而言，AR以幫助他們縮小與其他學(xué)生之間的差距， 同時(shí)還有助于提高績(jì)優(yōu)生的學(xué)習水平。 AR還通過(guò)“新瓶裝舊酒”，創(chuàng )造新的學(xué)習類(lèi)型。例如，赫爾辛基大學(xué)表示，在學(xué)習中運用AR變得更有吸引力，Pokémon Go游戲已證實(shí)了這一點(diǎn)。同樣，使用新技術(shù)來(lái)講解舊世界也是Shifu的Orboot交互式STEM設備背后的初衷（圖2）。Orboot是增強現實(shí)教育地球儀，可與平板電腦或智能手機配合使用，讓兒童通過(guò)與3-D內容進(jìn)行互動(dòng)，了解歷史、動(dòng)物、紀念碑、語(yǔ)言、藝術(shù)、天氣和文化。
圖2：一個(gè)孩子使用Orboot了解該國特定地區的不同天氣模式 （圖源：Shifu） 這些信息通過(guò)AR生成的三維模型、配音和音樂(lè )提供更身臨其境的學(xué)習體驗。Shifu表示，我們的目標是促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習和增強記憶，這僅靠視頻內容是不可能實(shí)現的。 新型會(huì )議室 基于投影的AR正在成為一種在現實(shí)世界中投射虛擬元素的新方法，笨重的頭盔或眼鏡將逐漸退出歷史舞臺。因此，這類(lèi)AR逐漸成為了家庭或辦公室使用的流行選擇。初創(chuàng )公司Lampix和Lightform正在開(kāi)發(fā)基于投影的AR，用于會(huì )議室、零售展示、酒店、數字標牌等。 Lightform的設備可以連接到任何投影儀，類(lèi)似于Go Pro，且可以即時(shí)生成增強現實(shí)元素（圖3）。這可能有助于在辦公室中多個(gè)小組一起工作、在工作室中為藝術(shù)家創(chuàng )建新元素，或者在零售標牌應用程序中展示新產(chǎn)品。
圖3：該設備可以連接到任何投影儀，為零售、家庭或辦公室創(chuàng )建AR元素（圖源：Lightform） “我們認為這種技術(shù)的流入點(diǎn)是5分鐘”，Lightform設計總監Phil Reyneri說(shuō)， “如果要長(cháng)時(shí)間待在辦公室，可以戴上AR或VR耳機。但是，如果是一種快速的體驗，例如，走進(jìn)商店或購物中心，那將是一種輕松無(wú)比的體驗。另外，由于每個(gè)人無(wú)需佩戴昂貴的頭戴式顯示器，因此，可以讓很多人同時(shí)體驗增強現實(shí)�！� Lampix已開(kāi)發(fā)出一種燈具，采用投影模塊、視覺(jué)模塊和計算機，將增強現實(shí)投影到活動(dòng)的表面上。Lampix CTO和聯(lián)合創(chuàng )始人Mihai Dumitrescu說(shuō)，因為不需要頭戴式顯示器或眼鏡，這種燈型設備可以放在會(huì )議室里，實(shí)現現場(chǎng)和場(chǎng)外協(xié)同工作。 “AR必須無(wú)縫集成到日常生活中才有意義。結合了AR的應用程序可謂充滿(mǎn)無(wú)盡的潛力，將改善我們的日�；顒�(dòng)”，Dumitrescu說(shuō)道�！爸攸c(diǎn)不應該放在技術(shù)本身，而應該更多地放在體驗上。Lampix在實(shí)現這一目標方面則充滿(mǎn)潛力。我們不需要看到設備的實(shí)體，因為它只是一種極富意義的體驗�！� 從發(fā)現微小的DNA到浩瀚的太空 世界范圍內的公司和智庫正在從事著(zhù)有意義的工作。事實(shí)上，AR幾乎正在進(jìn)入每個(gè)行業(yè)和市場(chǎng)，至少在試點(diǎn)階段。例如，在德國，FleetBoard正在開(kāi)發(fā)一款跟蹤卡車(chē)司機物流的應用程序，以幫助他們在出發(fā)前進(jìn)行一系列的檢查。FleetBoard Vehicle Lens應用程序（圖4）使用智能手機和軟件提供實(shí)時(shí)圖像識別，以識別卡車(chē)的車(chē)牌。之后，將相關(guān)信息疊加在增強現實(shí)中，從而加快出發(fā)前的準備工作。
圖4：FleetBoard Vehicle Lens應用程序是一個(gè)試點(diǎn)項目，可跟蹤卡車(chē)的車(chē)牌，并將信息疊加在增強現實(shí)中 （圖源：FleetBoard） FleetBoard還與Microsoft的HoloLens相結合，創(chuàng )建了一種管理卡車(chē)車(chē)隊的新方法。在抽象的路線(xiàn)圖上，路面通過(guò)增強現實(shí)技術(shù)變得栩栩如生，車(chē)隊經(jīng)理能夠在三維環(huán)境中監控車(chē)輛，以防止事故和延誤，并警告駕駛員前方道路上可能存在的問(wèn)題。 去年冬天，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)開(kāi)始與急救隊合作，將AR作為犯罪現場(chǎng)調查的工具。手持式AR系統允許現場(chǎng)調查人員與遠程法醫小組合作，以最大程度地還原現場(chǎng)。AR還可以呈現犯罪現場(chǎng)的多個(gè)視角，而這些視角通常被現場(chǎng)破案人員所忽略。這在尋找DNA痕跡、保存證據和從外部來(lái)源獲得醫療幫助方面極有幫助。 桑迪亞國家實(shí)驗室正在將增強現實(shí)作為一種工具，對保護核武器或核材料等易受攻擊地區的用戶(hù)進(jìn)行安全培訓。物理安全培訓有助于引導用戶(hù)通過(guò)現實(shí)世界中的實(shí)例（如盜竊或破壞）演練，在事件發(fā)生時(shí)提前做好充分準備。使用獨立的AR耳機可以遠程進(jìn)行培訓，且費用低廉。 在芬蘭，VTT技術(shù)研究中心最近為歐洲航天局 (ESA) 開(kāi)發(fā)了增強現實(shí)工具，供宇航員對太空中的設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。由于這些任務(wù)必須準時(shí)、無(wú)誤地執行，而AR通過(guò)在混合現實(shí)的情況下與專(zhuān)家協(xié)調活動(dòng)，可以讓宇航員進(jìn)行更深入的實(shí)踐。該工具通過(guò)使空間站上的設備和其他系統的遙測數據（例如，診斷和最新維護數據、生命周期、輻射、壓力或溫度）的可視化，從而可以使不可見(jiàn)的元素有跡可循，無(wú)論在太空還是地面，所有資訊一覽無(wú)余地顯示在A(yíng)R眼鏡上。 在美國，Daqri International將計算機視覺(jué)用于工業(yè)AR，以在機器上或倉庫中工作時(shí)實(shí)現數據可視化。Daqri的眼鏡和頭戴式顯示器在視野中顯示項目數據、需要完成的任務(wù)以及機器的潛在問(wèn)題，甚至可以顯示需要放置或修理物體的位置。使用AR可以提高工業(yè)工作場(chǎng)所的安全性和效率，同時(shí)使維修、維護和庫存管理更加容易。
圖5：工人以視覺(jué)元素的形式，在Daqri的AR頭戴式顯示器或眼鏡中查看需要完成的任務(wù) （圖源：Daqri） 結論 增強現實(shí)將現實(shí)世界的對象或環(huán)境與聲音、視頻、圖形或GPS數據的感官輸入設備生成的虛擬元素相結合的技術(shù)。AR是實(shí)時(shí)運行的，并與環(huán)境中的對象交互，從而將虛擬內容與現實(shí)世界疊加起來(lái)。盡管Pokémon Go一如既往地受到游戲玩家的歡迎，但世界各地的公司不斷展示出使用增強現實(shí)解決現實(shí)問(wèn)題和需求的潛力。執法、教育、物流、建筑等行業(yè)正在進(jìn)行原型設計和利用AR技術(shù)，并取得了不錯的結果，例如，更有效和高效的培訓、監控和協(xié)作。至于A(yíng)R的未來(lái)如何？ 隨著(zhù)增強現實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，在現實(shí)中的廣泛應用指日可待。 來(lái)源：貿澤電子 作者：Peter |
