數(shù)字科技館中混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用探究

于晶 黑龍江省科學(xué)技術(shù)館

1.混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

1.1 混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的由來(lái)在于虛擬現(xiàn)實(shí)還有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的演變，并且它們?cè)诩夹g(shù)方面具有一些相關(guān)性。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)稱為MR,它還可以被看作是把現(xiàn)實(shí)環(huán)境還有虛擬環(huán)境在同一個(gè)畫面之中進(jìn)行呈現(xiàn)。此外，還可以將虛擬環(huán)境看作一個(gè)極點(diǎn)，將真實(shí)環(huán)境看作是一個(gè)極點(diǎn)，之后再與軸線中央的增強(qiáng)虛擬以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)共同成為一個(gè)體系，那么這個(gè)體系就被稱為混合現(xiàn)實(shí)體系。從另一個(gè)角度看來(lái)，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠促使媒體還有現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間的進(jìn)步。有一部分人覺(jué)得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)還有混合現(xiàn)實(shí)說(shuō)的是一碼事，其實(shí)并不是這樣，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的重點(diǎn)在于虛擬技術(shù)服務(wù)真實(shí)性。相對(duì)來(lái)看，混合現(xiàn)實(shí)中虛擬與現(xiàn)實(shí)環(huán)境的地位是一樣的，不管是將在虛擬環(huán)境中結(jié)合現(xiàn)實(shí)環(huán)境，或者是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中結(jié)合虛擬環(huán)境，這兩個(gè)過(guò)程都是正確的。此外，混合現(xiàn)實(shí)相應(yīng)的系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)實(shí)物體與虛擬物體之間的矛盾進(jìn)行化解。

1.2 混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征。第一，具有真實(shí)性。通過(guò)傳統(tǒng)意義上的虛擬現(xiàn)實(shí)展示技術(shù)發(fā)現(xiàn)，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)有仿真特征與現(xiàn)場(chǎng)感。針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)來(lái)說(shuō)，其只是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)虛擬環(huán)境進(jìn)行營(yíng)造，但是其能夠?qū)⒄鎸?shí)環(huán)境還有虛擬環(huán)境進(jìn)行有效的結(jié)合，從此讓廣大的人民群眾在這種環(huán)境得到不一樣的感覺(jué)。第二，具有構(gòu)想性。通過(guò)其構(gòu)想性可以在混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境中營(yíng)造一個(gè)非常真實(shí)的環(huán)境，與此同時(shí)，通過(guò)人們的想象還可以建立一些并不真實(shí)存在的虛擬環(huán)境。隨著社會(huì)的發(fā)展，這種技術(shù)也被廣泛地運(yùn)用于社會(huì)中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的技術(shù)手段隨著混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)被演變出來(lái)。將當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段相結(jié)合，從而創(chuàng)造出更加先進(jìn)的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前提是先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。

1.3 具有實(shí)時(shí)互動(dòng)性。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)將之前的實(shí)物展示技術(shù)還有虛擬現(xiàn)實(shí)展示手段相結(jié)合，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境與計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境之間建立了一條紐帶，從此在現(xiàn)實(shí)與虛擬環(huán)境中間為消費(fèi)者提供了行走的空間。這使之前靜態(tài)信息的單一展示方式得到了優(yōu)化，從此人們可以進(jìn)行更為靈活的信息交流。

2.混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本構(gòu)成

根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)的角度來(lái)看，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)產(chǎn)生的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的層面，兩者的硬件部分幾乎是一樣的，兩者有一定的共性。混合現(xiàn)實(shí)體系通過(guò)電腦對(duì)各種虛擬物品還有圖文等信息進(jìn)行構(gòu)建，之后再把構(gòu)建出來(lái)的信息賦予到消費(fèi)者可以看見(jiàn)的真實(shí)物體上。從此，可以將更多和實(shí)際環(huán)境相符的相關(guān)信息提供給消費(fèi)者，進(jìn)一步幫助消費(fèi)者了解現(xiàn)實(shí)環(huán)境，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程，顯示和注冊(cè)流程是重中之重。因此，混合顯示系統(tǒng)必不可少的硬件是方位追蹤設(shè)備與頭戴顯示儀。

虛擬環(huán)境生成器、現(xiàn)實(shí)與虛擬環(huán)境所配備的交互設(shè)備還有定位設(shè)備、用戶觀察實(shí)現(xiàn)的頭部調(diào)整裝置以及頭戴顯示儀等都是混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所需要的硬件設(shè)備。虛擬環(huán)境生成設(shè)施目的在于對(duì)虛擬環(huán)境進(jìn)行建模、管理還有構(gòu)建以及對(duì)其他的硬件設(shè)備進(jìn)行管理；通過(guò)頭部調(diào)整設(shè)備對(duì)消費(fèi)者的視線進(jìn)行調(diào)整，使其觀察坐標(biāo)與虛擬環(huán)境坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)；交互設(shè)備作為指令輸入輸出端，將用戶的感官度與環(huán)境改變的調(diào)控作為重點(diǎn)，以上內(nèi)容所講述的這些功能與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)部分是一致的。

3.現(xiàn)實(shí)混合技術(shù)在數(shù)字科技館中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用實(shí)例

3.1.1 三維地圖展項(xiàng)的應(yīng)用。通過(guò)地理信息體系、虛擬現(xiàn)實(shí)以及數(shù)據(jù)庫(kù)的管理體系等一些技術(shù)，可以對(duì)科技館的三維地圖進(jìn)行構(gòu)建，這能夠很方便的指引人們到自己要到的地方。最先以外太空為初始點(diǎn)，將一個(gè)旋轉(zhuǎn)的地球顯示在參觀者面前，可以通過(guò)觸摸對(duì)地球進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，進(jìn)而看到地球上的全貌。之后，可以通過(guò)點(diǎn)擊具體城市的圖案，看到這所城市的全景。通過(guò)這個(gè)技術(shù)手段，參觀者能夠看到近乎真實(shí)的景象。

3.1.2 模擬飛行展項(xiàng)的應(yīng)用。模擬飛行的展示項(xiàng)目分為很多種，其中有音響系統(tǒng)、操作負(fù)載系統(tǒng)以及仿真計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。以音響系統(tǒng)為例，其會(huì)將各種聲音通過(guò)模擬的方式表現(xiàn)出來(lái)，比如在飛機(jī)中系統(tǒng)會(huì)將發(fā)動(dòng)機(jī)聲音、氣流等聲音模擬出來(lái)，使人感覺(jué)自身處于一個(gè)真實(shí)的環(huán)境中。

3.1.3 數(shù)字劇場(chǎng)中的應(yīng)用。數(shù)字劇場(chǎng)由數(shù)字影片與互動(dòng)游戲所組成。參觀者所看到的緩慢移動(dòng)的事物即屬于互動(dòng)游戲部分。數(shù)字影片是將影片內(nèi)容投影到墻面上，再結(jié)合天花板的反射效果將美妙的畫面展示給參觀者。

3.2 對(duì)應(yīng)用進(jìn)行完善

首先給觀眾介紹這個(gè)技術(shù)的詳細(xì)發(fā)展過(guò)程以及原理和表現(xiàn)形式，使觀眾對(duì)其產(chǎn)生興趣。之后，把虛擬環(huán)境與實(shí)際環(huán)境相結(jié)合，進(jìn)而產(chǎn)生意想不到的效果。最后，再利用混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的可視化特性，建立三維視圖，進(jìn)一步提升觀眾的興趣。

總結(jié)：根據(jù)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展形勢(shì)，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展程度，對(duì)觀眾的體驗(yàn)感受有著直接影響。對(duì)其管理系統(tǒng)的完善，能夠幫助用戶學(xué)習(xí)新知識(shí)。所以，建立新型的數(shù)字化科技館，并將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)與科學(xué)精神進(jìn)行普及，是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重點(diǎn)。