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增强现实技术的过去、现在与未来
2011年12月11日    评论:    分享:

    来源:网易科技
    作者:师北宸

    增强现实(augmented reality)技术大大扩展了物理世界的信息展示空间,缩短了物理世界和虚拟世界的距离。

    在詹姆斯·卡梅隆的《终结者》系列里,阿诺德·施瓦辛格扮演的未来机器人具有一项超高科技能力:通过内置在眼球内的芯片扫描一个人后,可以实时调出“眼里”这个人的信息,并快速分析出面前这个人是否是他想找的人。当还是小学的我在同学家里看到这一幕的时候,只需“看”一个人、一辆车或一栋建筑,就能显示这些事物的信息,觉得这简直酷毙了。那么,未来能实现这样的技术么?

    随着看片量的增加,我发现越来越多的片子里出现过类似的镜头,比如早期的《机器战警》、《全面回忆》,上世纪九十年代的《少数派报告》,还有近几年大热门的《机器人瓦力》、《钢铁侠》(I、II)以及《阿凡达》里,都出现了这样的技术。

    同样是詹姆斯·卡梅隆导演的电影《阿凡达》中仍然运用了二十多年前他在《终结者》中用过的技术。

增强现实技术的过去、现在与未来

    科幻电影为我们提供了美好的想象,而在现实生活中,其实这样的技术早已出现。

    2009年2月,来自麻省理工学院媒体实验室的博士候选人普拉纳夫(Pranav Mistry)在TED大会上演示了他和他的团队发明的技术:身上背着计算机,头戴投影仪和摄影机,双手拇指和食指各成九十度角合拢成一个长方形,对着面前一栋建筑取景——就像你用iPhone照相一样——而后这栋建筑的信息(高度、建筑材料,建筑年份,建筑名称等)随即显示出来。普拉纳夫给他身上这套装备取了一个很酷的名字:“第六感”(SixthSense)。借着这套“第六感”装置,普拉纳夫就像《终结者》里的阿诺一样,建立了现实世界与虚拟世界之间的联系。

增强现实 加载于人眼的虚拟世界

    普拉纳夫胸前的微型摄像头和投影仪能读取面前这位男孩的信息,并直接投射在对方T恤上。

    其实普拉纳夫发明的“第六感”技术有一个专业名词:增强现实(Augmented Reality),它是虚拟现实(Virtual Environments / Virtual Reality)的升级技术。虚拟现实技术里的用户,完全沉浸于一个虚拟的合成世界中,用户无法看到他所处的现实世界。比如在游戏玩家最爱玩的《魔兽世界》和网民们每天刷的微博,都是纯粹的虚拟世界。而增强现实可以让用户看到虚拟事物和信息与现实世界重叠的二维世界。也就是说,增强现实是使用信息技术对现实世界的一种补充和增强,而不是用虚拟化技术制造出一个完全虚拟的世界来取代现实世界。

    早在上个世纪七十年代,艺术领域曾就出现过在实景空间中叠加虚拟内容的现象。其技术雏形甚至可以追溯至上世纪五十年代末,摄影师莫顿·海利希(Morton Heilig)发明的一部集合了视觉、声音、动作和气味的模拟器,他为这台模拟器注册专利,并命名为Sensorama。它使用了多感知技术,是最早的三维电影原型。自2002年,已经开始有一些增强现实技术开始投入实际应用,因为互联网还不够普遍,这项技术没有开始普及。不过,史蒂夫·迪特里(Steve Ditlea)在美国《科技新时代》(Popular Science)杂志中,已经对增强现实做出大胆预言:“无论你相信与否,这将是未来便携计算机上的杀手级应用(killer app)。这项技术叫增强现实(augmented reality),它将改变我们看待世界的方式。不过,前面还有一小段路要走……”

    这一小段路已经走了一大半。

    在体育电视转播中,增强现实已经有所运用。足球比赛中,当前锋越位时候,电视台往往会回放慢动作,在慢动作的镜头中划出一条直线——在进攻队员传球的一瞬间,划出的一条根据对方最后一位防守队员所在位置的底线平行线,如果裁判正确,进攻队员的身体会越过这条直线。——对电视机前的观众来说,是否越位一目了然。在美国橄榄球比赛电视转播中,这样的技术也已普遍运用。国内的NBA球迷对这样的画面也很熟悉,几年前电视里已经开始绘出战术路径。

    iPhone上最早出现的增强现实应用是Layar,Layar使用手机内置的GPS收集附近区域的信息,比如餐馆或酒店,在手机屏幕上加载图像和信息以叠加的方式显示给用户。当你把手机对准一栋建筑物时,Layar会告诉你这栋高楼里有哪些公司在招聘,或者它会自动在Flickr搜索相关图片或在维基百科中搜索它的历史。

    已经正式向美国证监会递交IPO申请的点评网站Yelp,在iPhone版App中也推出了名为“Monocle”的增强现实功能。Monocle刚推出的时候是一个隐藏功能,需要启动Yelp,晃动手机三下之后才能启动。通过iPhone内置的GPS和指南针,在你走入一家餐馆之前,Monocle可以显示别人对这家餐馆的打分和评论。你也可以点击列表中的其它选项,选择其它你更喜欢的餐馆。是不是有点像一个升级版的大众点评?

    这些效果还只是增强现实技术非常简单的应用,更长远一点的应用场景可能是,当你用手机内置摄像头对着一个人时,可以即时获取她/他的基本信息:微博客账号,《魔兽世界》中的用户名,人人网个人主页,电邮地址,个人博客地址……显然,下一代社交网络就该这么玩。

    还有一些更难以置信的应用,美国Marine公司已经将增强现实技术在装甲炮塔上进行测试,通过头上装备的显示器投射出来的虚拟图像,“现场指导”维修人员如何修理和装配机器设备。这套装备由哥伦比亚大学图形和用户界面实验室设计制造,名为“增强现实辅助维修系统”(Augmented Reality for Maintenance and Repair),目前这套系统已经在美国军方测试使用。

    增强现实将改变旅游类图书业。任何一个人到一个新地方都会患上强烈的信息饥渴症——这条河叫什么?那栋高楼设计很棒,设计师是谁?做什么用的?那座山不错,有多高,从哪条路爬上去更舒服?山上有没有环境好一点的饭馆……?目前来说,获取这些信息也不是难事。Google+维基百科+大众点评就能搞定,但是,如果有增强现实,开启GPS,打开摄像头取景就行。以后的旅游书不再是一大本攻略手册,它首先得是电子版。在它的电子版内容中,当书中提到某一个地名时候,在该地名下加一个标注了地理坐标的“地理标签”(geotag),当你到达目的地时,你的手机将给你自动提示。对了,或许它还会给你提供一些消费折扣。别以为这是天方夜谭,Lonely Planet已经在这么干了。

高通增强现实:用球票完3D游戏

    增强现实会改变我们购物的方式。当我们去菜市场或超市买菜时,随身携带一本装好了储存了相关信息的增强现实版烹饪店子书,在菜市场买菜将非常方便。今晚想做玉米萝卜排骨汤+地三鲜+宫保鸡丁?你可以扔掉to-do list,掏出手机对着菜档扫一圈,所有需要买的菜品会在屏幕上自动框出来,对了,它还会告诉你炖汤的排骨不需要八两,买半斤就够。

    增强现实将改变媒体业。网络媒体是纸质媒体的下一个演化阶段,而增强现实技术也将是网络媒体的进化版。对媒体来说,或许有这样的操作可能:几乎所有的新闻报道都有物理发生地(涉及网络的报道已经没有传统意义上的“地点”了)——如果在所有的新闻发生地都加上一个“地理标签”,当一个手持智能手机的用户走到某个地方时,可以看到在这个地点发生的所有历史事件和新闻——试想一下,当我们去天安门时(现在似乎只有外地的老头老太太才会去天安门参观),过去几百年历史事件从你的iPhone中浮现,这或许将颠覆我们以往阅读新闻和学习历史的方式。在欧洲,《时尚先生》(Esquire)和《壁纸》(Wallpaper)已经推出了它们的增强现实版(Augmented Reality Edition)杂志。

    增强现实对买房租房的人来说也太方便了。前一段时间在北京租房,我完全是通过iPhone上的58同城和赶集网的App联系中介和房东,几乎没再用笔记本找过信息——没有GPS的地图不是真正的地图。如果再加上增强现实,我看中了哪栋楼,掏出手机对着它:哪些房出租,户型如何,多少平米;点击某间房,还可以查看价钱,装修情况,图片,房东的联系方式等等。所有基于地理位置服务(LSB)的应用都有更大的想象空间和机会。

    增强现实技术得到广泛应用还有一些问题需要解决。比如目前而言,GPS只能精确到九米以内,应用范围非常受限,在室内定位效果也不佳。

增强现实 加载于人眼的虚拟世界

    增强现实有可能会带来更严重的隐私问题。增强现实技术配合图片识别技术,可以让人用手机对着任何一个陌生人,即可读取出对方的在线信息,比如微博客账号,微信账号或人人网主页……你可能非常愿意将这些信息告诉你的同学和朋友,但你绝对不想让你的父母用手机对着你比划一下就知道你刚在社交网络上干了些什么。

    增强现实需要成熟完善的图像识别技术,对信息筛选和甄别能力要求也更高。因为增强现实大大缩短了物理世界和虚拟世界的距离,如何让传统行业的人了解、接受并使用,将是最大的问题。更大的问题或许是,如何避免垃圾广告的骚扰?增强现实大大扩展了物理世界的信息展示空间,当那些在街上到处贴牛皮藓丰胸壮阳小广告的人嗅到这项技术的商机时,他们必将削尖了脑袋将牛皮藓塞入每一寸空间。尤其是在中国。

 

标签:增强现实ar
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