增强现实技术亮相第九届金鹰电视艺术节

    今日，第九届金鹰电视艺术节举行的如火如荼，网络、电视无一不火热转播，而除了明星云聚之外，绚丽的舞美效果也成为了吸引观众的一大亮点。可以说舞台特效一年美过一年。在张卫健与“孙悟空”的对话中，我们一定好奇“孙悟空”是怎么制作出来的？这其实是最近广告界比较火热的新手段。那么，什么是增强现实技术？

     增强现实（Augmented Reality，简称AR），也被称之为混合现实。它是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，触觉等)，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。与传统虚拟现实所要达到的完全沉浸的效果不同，增强现实技术致力于将计算机生成的信息同真实世界中的场景结合起来，它可以为医疗和工程用户提供准确、高效的辅助操作界面，也能够为教育或娱乐程序构造引人入胜的交互环境。增强现实技术在工业设计、机械制造、建筑、教育和娱乐等领域都有着广泛的应用前景，而且它提供了一种更容易时间的虚拟现实的方法，更代表了下一代更易使用的人机界面的发展趋势。

军用飞机和直升机利用头盔显示器将矢量图形叠加到飞行员视野中，提供导航信息。美国著名的 SIMNET 系统在 1995 年融入了增强现实技术，通过一些特殊的头盔式显示器和测距仪，使配备该设备的战斗人员能够看见其他作战单位的增强信息。

2．在医学领域的应用研究

医学领域是增强现实技术应用研究的一个热点，利用增强现实技术可以将病人的MRI（核磁共振）或 CT（计算机控制 X 射线断层分析）叠加在病人身体或实物人体模型上，帮助医生进行手术方案的制定、手术时的辅助指引、模拟的手术训练。MIT的 AI 实验室进行了增强现实技术在脑外科手术中的应用研究，利用增强现实技术合成图像的手术技术操作。

3．在工程设计和装配维修领域的应用研究

1995 年 ECRC（欧洲计算机研究中心）将增强现实技术应用于远程协作进行产品设计，通过增强现实显示设备使得异地的设计人员或客户与本地的设计人员共享一个实物或 CAD 模型信息，并可以实时地交流设计改进思想。增强现实技术应用于机械仪器的组装维修方面，可将装配流程指南按照工作进度准确地显示给用户，指导用户顺利完成任务。相对安装手册而言，这些附加的文字、图像更加生动易于理解。科罗拉多大学 Feiners 研究组应用增强现实进行激光打印机的维修。波音公司将增强现实技术应用于飞机制造中的电力线连接和接线器的装配。

4．在文化娱乐领域的应用研究

德国 DML（数字媒体实验室）利用增强现实技术扩展了原来基于蓝影技术制作天气预报节目的方法，用虚拟的三维场景替换了原来的平面背景，使得节目效果更好。

5．在建筑领域的应用研究

英国 Fraunhofer 学院开发了适用于城市规划的增强现实系统，使得建筑设计人员能够在现场预视方案的效果，与应用于该领域的虚拟现实系统而言，增强现实系统可以让设计人员更真实地体验设计方案与周围环境是否和谐。

其中，虚实结合的特点是指虚拟物体与真实世界的结合，即使用户所感知的混合世界里，虚拟物体出现的时间或位置与其真实世界对应事物相一致和谐调。同时，系统能根据用户当前的位置或状态即时调用与之相关的虚拟世界，并即时将该虚拟世界与真实世界结合，真实与虚拟之间的相互作用或影响是实时完成的，比如视线上的相互阻挡，形状上的相互挤压等等。

三维注册要求对合成到真实场景中的虚拟信息和物体准确定位并进行真实感实时绘制，使虚拟物体在合成场景具有真实的存在感和位置感。实现这种要求的前提是，利用各种传感器检测真实世界的信息，并创建相应的几何模型。模型的精确性取决于传感器所获取的精度，同时需要建立精确的模型，这需要巨大的数据量。AR环境中的交互过程需要从特殊的硬件交互设备或一些定位传感器获取数据，为了保证实时性，所有数据和相应操作要求在极短的时间间隔内得到处理，同时保证输出帧频保持在用户可以接受的范围内。

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