AR技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展前景

張冰 李子祥 李子成

一、什么是AR技術(shù)

1.AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，簡稱AR），是一種實(shí)時(shí)計(jì)算攝影機(jī)影像的位置及角度并加上相應(yīng)圖像的技術(shù)，這種技木的目標(biāo)是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實(shí)世界并進(jìn)行互動(dòng)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，是一個(gè)近年來新興的熱門研究領(lǐng)域。對(duì)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的定義，在看過諸多的描述后，得出一個(gè)綜合的表述：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能夠?qū)D形，視頻音頻甚至觸覺感知等虛擬的事物，信息疊加到人們能真實(shí)感受到的環(huán)境中，讓用戶通過某種設(shè)備或者途徑，看到結(jié)合后的景象，同時(shí)，讓使用者能夠與虛擬事物和信息進(jìn)行一定的交互。虛擬的事物和信息，作為現(xiàn)實(shí)場景的一個(gè)補(bǔ)充，達(dá)到使現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)的效果。通俗來說，就是利用計(jì)算機(jī)，在顯示實(shí)際場景時(shí)，添加一些有計(jì)算機(jī)生成的東西，使人們能更生動(dòng)直觀的去感受一些事物。

二、AR技術(shù)各行業(yè)的應(yīng)用

1.交通行業(yè)

GPS導(dǎo)航：將導(dǎo)航直接疊加在視野中，直接看向前方，避免了由于低頭看手機(jī)或汽車導(dǎo)航造成事故的危險(xiǎn)。防止撞擊：不論是使用自動(dòng)駕駛車輛還是AR輔助駕駛，計(jì)算機(jī)視覺對(duì)潛在危險(xiǎn)的檢測和反應(yīng)都比人類更加迅速。危險(xiǎn)標(biāo)記：司機(jī)或乘客對(duì)危險(xiǎn)或需要減速的路況進(jìn)行標(biāo)記，其他的AR用戶也可以獲得提醒，以此減少事故的發(fā)生。事故記錄和分析：AR用戶可以從自己的視角進(jìn)行記錄，為確定事故原因提供更多的證據(jù)。

2.教育行業(yè)

書籍：在虛擬屏幕上可以看到彈出的數(shù)字、相關(guān)信息的鏈接、詞匯的定義等，以數(shù)字化的方式獲取知識(shí)。物體建模：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)也可以用于建模，使學(xué)習(xí)者可以設(shè)想給定物體在不同設(shè)置中的外觀。模型可以快速生成、操縱和旋轉(zhuǎn)，學(xué)生可以立即收到相關(guān)的視覺反饋。課堂教學(xué)的改進(jìn)：AR課程資料能夠讓學(xué)生深入地了解課題。教師可以在線提問學(xué)生，直接看到他們給出的答案，學(xué)生可以遠(yuǎn)程參加學(xué)習(xí)小組完成作業(yè)。教師可以看到哪位學(xué)生沒有加入，從而進(jìn)一步給予關(guān)注。化學(xué)實(shí)驗(yàn)課也不必再擔(dān)心化學(xué)藥品可能造成的危險(xiǎn)。天文：抬頭仰望夜空，就能識(shí)別行星、恒星、星座以及各種各樣的天體。職業(yè)培訓(xùn)：學(xué)員可以通過AR指令和遠(yuǎn)程監(jiān)控，快速掌握工作技能。

3.醫(yī)療行業(yè)

手術(shù)助手：在手術(shù)中識(shí)別器官和組織，并獲得指令，可以站在醫(yī)生視角觀察，也可以是基于知識(shí)庫的應(yīng)用學(xué)習(xí)。藥物識(shí)別：幫助醫(yī)務(wù)工作者正確地分辨藥物，即使他們沒有受過訓(xùn)練也可以完成。簡化了對(duì)藥劑師和醫(yī)生的要求，減少了藥物管理和處方過程中可能發(fā)生的錯(cuò)誤。靜脈插入：讓醫(yī)務(wù)工作者能更容易找到靜脈并進(jìn)行注射，增加一次插入成功的幾率。癥狀檢查：讓患者根據(jù)醫(yī)療數(shù)據(jù)庫的信息檢查自己的癥狀，并與醫(yī)生實(shí)時(shí)交流信息。給醫(yī)生更多機(jī)會(huì)：AR能夠幫助缺乏臨床經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)務(wù)工作者提升能力，例如遠(yuǎn)程醫(yī)生可以通過第一人稱視角來給予協(xié)助，讓醫(yī)生們可以不受位置和專業(yè)知識(shí)范圍的限制，工作更加靈活。交流意見：與其他醫(yī)生更快速簡捷地進(jìn)行合作，例如各位醫(yī)生一起X光片，相互分享觀點(diǎn)，討論結(jié)果。

4.軍事行業(yè)

秘密情報(bào)傳遞：特工可以用AR標(biāo)示出特定的目標(biāo)，只對(duì)特定的人可見，提高安全性。友軍甄別：大范圍的AR覆蓋分辨出友軍和平民，用不同顏色或記號(hào)標(biāo)記出友軍和平民、敵軍和敵軍車輛，將傷亡降到最低。增強(qiáng)飛行員視覺：識(shí)別目標(biāo)，避免障礙，導(dǎo)航，提高目標(biāo)精度。炸彈檢測：用AR進(jìn)行炸彈檢測掃描，接收反饋信息，標(biāo)記出炸彈位置，避免危險(xiǎn)。狀態(tài)顯示：顯示剩余的彈藥、食物和水、個(gè)人和整個(gè)隊(duì)伍的健康狀況，任務(wù)細(xì)節(jié)以及其他關(guān)鍵信息。

5.購物行業(yè)

服裝購買：不出家門就能試穿服裝。通過AR技術(shù)將服裝疊加到自己身上。個(gè)人風(fēng)格：嘗試不同的發(fā)型與妝容。身體改變：在自己身上查看紋身、穿孔以及整形的效果。甚至還能看到自己減肥、增肥以及鍛煉出一身肌肉的效果，甚至還能看到自己減齡與增齡的樣子。家具購買：將家具以AR的形式擺放到你家的具體位置并查看效果。生活小物品購買：創(chuàng)建購物目標(biāo)，如營養(yǎng)品、優(yōu)惠券兌換、食譜等，然后通過AR系統(tǒng)來提示需要購買的物品及其所在位置。

三、AR技術(shù)的發(fā)展前景

近年來，隨著光學(xué)、微電子、圖像、計(jì)算機(jī)和人工智能等技術(shù)的不斷進(jìn)步，從能夠營造夢幻般舞臺(tái)效果的全息投影技術(shù)，到已經(jīng)走入人們?nèi)粘Ｉ畹奶摂M現(xiàn)實(shí)頭盔，3D成像與顯示技術(shù)迎來了全新的發(fā)展機(jī)遇。虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR/AR）熱潮近年來接連在全球范圍內(nèi)引爆。目前，VR/AR技術(shù)已成功應(yīng)用于廣告?zhèn)髅健⒔逃嘤?xùn)、房地產(chǎn)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)、文化旅游、互動(dòng)娛樂等領(lǐng)域，并為行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇和升級(jí)機(jī)會(huì)。隨著各大行業(yè)對(duì)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重視，相關(guān)的行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，成為行業(yè)推進(jìn)數(shù)字化建設(shè)的重要手段之一。VR行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同平臺(tái)使用，無論是計(jì)算機(jī)電腦用鍵盤控制，還是直接戴上VR頭盔用VR手柄進(jìn)行控制，虛擬現(xiàn)實(shí)都給人們帶來了全新的操作體驗(yàn)和視覺沖擊。

據(jù)悉，VR、AR等新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展被列入“十三五”規(guī)劃，具有重要意義，將大力推動(dòng)涵蓋上下游的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，有利于VR、AR技術(shù)的普及，以及與各行業(yè)的融合發(fā)展，有望形成“VR+”“AR+”的新趨勢。對(duì)于國內(nèi)市場，2016年國內(nèi)VR市場規(guī)將達(dá)到56.60億人民幣，2020年市場規(guī)模預(yù)計(jì)超過556.30億人民幣;中國AR市場規(guī)模也將持續(xù)上升，2016年市場規(guī)模約為33.90億人民，預(yù)計(jì)2020年可增至1，187.70億人民幣。

在未來，AR會(huì)滲透改變市場營銷行業(yè)。因?yàn)橐苿?dòng)AR設(shè)備技術(shù)十分成熟，使用AR技術(shù)，虛擬試衣，虛擬試家具等。消費(fèi)者可以用AR了解商品中的更多詳細(xì)信息。想象一下，未來品牌標(biāo)志不僅是放在廣告牌上或者網(wǎng)站上，而是可以放在物理世界的任何地方，可以在消費(fèi)者面前有更多的曝光。

四、結(jié)束語

人工智能、大數(shù)據(jù)分析與虛擬教育（VR 教育）被稱為影響未來的三大科技創(chuàng)新方向。未來的虛擬現(xiàn)實(shí)和AR技術(shù)將結(jié)合更多高新科技元素如人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)技術(shù)等，而隨著虛擬現(xiàn)實(shí)和AR技術(shù)的發(fā)展，其在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展前景也將會(huì)越來越廣闊。虛擬現(xiàn)實(shí)和AR技術(shù)帶給我們的不僅僅是一個(gè)技術(shù)平臺(tái)或工具，更會(huì)孕育出一種新型的科技平臺(tái)。

本文為桂林航天工業(yè)學(xué)院2020年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《AR形象助手》（202011825128）成果。