VR與AR關鍵技術應用與未來展望

1、    vr與ar關鍵技術應用與未來展望    孫婷摘 要：隨著計算機領域全方面發(fā)展，圖像及視頻解析技術持續(xù)向著更深入的層次推進。為了滿足人們對于在虛擬世界中體會到現(xiàn)實世界，以及在現(xiàn)實世界將虛擬模型直觀展現(xiàn)的需求，vr與ar技術近年來迅猛發(fā)展，從一個初生嬰兒迅速成長為了懵懂少年。但是，與此同時也隱藏著巨大的信息安全和信息失真等風險和挑戰(zhàn)。對此，本文重點分析和探討 vr/ar 技術相關應用和未來展望。關鍵詞：vr；ar；關鍵技術；展望1.vr與ar技術簡介1.1何謂vr技術。vr技術，即虛擬現(xiàn)實技術，是一種通過仿真模擬使人們能夠體驗虛擬世界的計算機技術，它

2、利用計算機生成一種交互式的三維動態(tài)視景，其實體行為的仿真系統(tǒng)能夠使用戶沉浸到該環(huán)境中1。1.2何謂ar技術。ar技術，又稱增強現(xiàn)實技術，也被人們稱為混合現(xiàn)實技術，是一種把現(xiàn)實社會各單位或要素，通過音頻、視頻技術，或定位數(shù)據(jù)等通過人類感官獲得的要素形成計算機能夠識別的數(shù)據(jù)，在通過ar發(fā)生器呈現(xiàn)于現(xiàn)實世界的技術。2. vr與ar關鍵技術應用2.1 vr技術應用領域2.1.1 游戲產(chǎn)業(yè)。vr技術初出茅廬時就在游戲領域。作為一種電腦仿真系統(tǒng)，它通過將傳感技術、顯示技術應用于游戲的硬件、軟件等方面，顯著提高游戲3d效果，再通過交互性可穿戴設備， 使得人們在游戲世界中也能體會到身臨其境的感受。以技術創(chuàng)新的

3、 vr 游戲，真正吸引消費者和市場投資者的其實在于它的概念，因為三維空間的虛擬，能夠幫玩家實現(xiàn)各種天馬行空的場景，網(wǎng)絡運營環(huán)境的革新也為 vr 技術的發(fā)展提供了廣闊的空間，現(xiàn)階段主流 vr 裝置無法完全獨立，其內(nèi)部并沒有足夠的運算效能，主要的運算和繪圖渲染是靠計算機完成，這就要求更高效的無線傳輸技術來降低緩存 2。2.1.2智慧建筑產(chǎn)業(yè)。2018年以來，隨著國內(nèi)房地產(chǎn)市場持續(xù)低迷，部分建筑開發(fā)商通過多種方式提高房產(chǎn)的產(chǎn)品力。他們逐步將虛擬現(xiàn)實技術應用到產(chǎn)品設計、推廣、監(jiān)理等各環(huán)境，取得了不俗的成效。 比如在建筑工程設計過程中，在面對復雜性和精細度較高的建筑工程圖紙方案時他們將 vr 技術與 b

4、im 技術結(jié)合，然后讓建筑設計人員與施工方代表能夠?qū)崟r戴上“vr眼鏡”查看，可以在任何時候?qū)こ探Y(jié)構(gòu)進行監(jiān)察，這樣能夠減少不必要的施工流程，降低施工成本。2.1.3 醫(yī)療產(chǎn)業(yè)。vr技術近年來在醫(yī)療領域的應用獲得明顯突破。 具體來說，利用vr技術能夠生成視景圖像來檢查病人的具體病情，比如使用cat掃描或者超聲波產(chǎn)生的診斷圖像來生成患者解剖結(jié)構(gòu)的3d模型。此外，vr技術還可以用來對神經(jīng)系統(tǒng)損傷的患者進行康復工作。在歐洲，許多地方都將沉浸式虛擬顯示療法用在患有中風和腦損傷的病人當中，以恢復他們的運動和認知能力。2.2 ar技術應用領域2.2.1領先醫(yī)療技術。醫(yī)療保健行業(yè)巨頭 cigna 今年剛推出一

5、項名“bio ball”的項目。該項目使用了微軟的 holo lens技術，以交互游戲的方式來測試患者的血壓和身體質(zhì)量指數(shù)?；颊咧恍枋殖忠粋€小球，在一分鐘時間內(nèi)捕捉屏幕上閃過的畫面。bio ball 以此感知患者的脈搏，并使用響應光線將游戲與患者的心跳連接起來。游戲結(jié)束后，患者便能在佩戴的耳機里收聽到他們的健康指數(shù)，且相應的健康建議還會同步發(fā)送到相關的郵箱中。這項技術旨在鼓勵人們通過了解自身的健康數(shù)據(jù)來管理身體，并使人們獲得針對性的治療。2.2.2新一代互動教育。ar技術正為教育開啟新方向。ar提供了各式各樣新的教學方法，激發(fā)了孩子們的學習興趣。某些情況下，ar 還可以幫助學習困難的孩子趕超其

6、他同學。芬蘭赫爾辛基大學的 ar項目，通過使孩子們與氣體、重力、聲波和風力等物理學中的分子運動進行互動，幫助他們學習科學知識。研究發(fā)現(xiàn)，對于表現(xiàn)不佳的孩子來說，ar 足以幫助他們縮小與其他學生之間的差距。同時，ar 還通過將“舊知識”轉(zhuǎn)換成新格式，從而創(chuàng)建了新的學習方式。ar正不斷使學習變得更有吸引力。它通過平板電腦或智能手機，通過交互式3d 內(nèi)容，讓孩子們了解歷史、動物、遺跡、語言和藝術、天氣和文化知識等。這些信息通過 ar 生成的 3d 模型和音頻來提供，使學習者可以獲得更身臨其境的學習體驗。2.2.3增強型會議室。基于投影的增強現(xiàn)實技術正成為現(xiàn)實世界投射虛擬元素的新方式，笨重的頭盔或眼鏡

7、將逐漸退出歷史舞臺。ar 日趨成為家居或辦公環(huán)境 的熱門選擇。新 創(chuàng) 公 司 lampix 和lightform 正在開發(fā)基于投影的增強現(xiàn)實技術，用于在會議室、零售顯示器、酒店、數(shù)字標識等領域使用。lightform 的設備類似于一個 go pro，可以連接到任何投影儀，且可以立即生成增強現(xiàn)實元素。由于不需要手機或眼鏡，這類設備可以在會議室使用，便于線上線下協(xié)同工作。ar技術可以無縫融入到人們的日常生活中。3.vr與ar技術面臨的挑戰(zhàn)和未來展望3.1當前vr技術面臨的挑戰(zhàn)和未來展望之所以vr如此熱門，主要原因是因為vr的實現(xiàn)成本較低，在用戶體驗前只需帶上 vr 的眼鏡，就可以立即感受虛擬現(xiàn)實的

8、帶來的強烈視覺沖擊，發(fā)展相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈也為虛擬現(xiàn)實提供了有效空間。大量的vr用戶群體，導致了大批廠商蜂擁而入，渴求在這樣的大環(huán)境中分一杯羹，利益驅(qū)使下的產(chǎn)品體驗和 vr 受捧熱度并不成正比，相反vr體驗的弊端始終沒有解決，例如 vr的頭盔，從材質(zhì)的選擇到體積的大小，再到 vr 自身的渲染及畫面的分辨率，這些問題在長時間的佩戴下都會給使用者帶來負面的生理反應，如頭暈、惡心等，這將是 vr 技術在往后階段應繼續(xù)改進的。從技術而言，影響體感操作最主要的因素是技術成本和精細度，目前市面的控制器，基本無法做到肢體細節(jié)的感知，而且誤差也比較大，這就需要在未來發(fā)展中，解決肢體感測的問題，提高精確程度，以及

9、如何在高成本與體感舒適、自然中達到平衡。3.2當前ar技術面臨的挑戰(zhàn)和未來展望ar媒介的選擇、體驗內(nèi)容的更新?lián)Q代、成本與用戶需求之間的矛盾、產(chǎn)品的單調(diào)性等，都是 ar發(fā)展所面臨的瓶頸，這將導致技術廠商和生產(chǎn)品牌能否留存和培養(yǎng)用戶。首先，ar設備如何在未來的設計中降低成本、佩戴舒適、材質(zhì)輕便，也需要解決以google glass為首的技術問題；其次增強現(xiàn)實技術，應更好的將現(xiàn)實融入情境中，減少因技術帶來的不協(xié)調(diào)，避免在體驗的過程中，在真實與虛擬的切換中打亂連續(xù)的思維；再者，人機交互時，要考慮硬件載體的種類和操作方式，在ar內(nèi)容設計上，充分調(diào)動人機交互的靈活性和操作便捷性，最大程度的滿足體驗者的互動需求，在ar設備界面導航和功能布局上，升級體驗者的五感體驗了，讓體驗者深度沉浸在vr所營造的情境中。4.結(jié)語隨著國家對高科技新興產(chǎn)業(yè)愈加重視，vr/ar 技術的更新與完善也會愈加方便人們生活，也促使整個計算機產(chǎn)業(yè)不斷涌現(xiàn)新鮮血液，筆者相信在未來發(fā)展中，vr技術與ar技術將相互作