漫談混合現(xiàn)實(MR)技術之一 ——什么是混合現(xiàn)實(MR)技術
2018年，一部口碑炸裂的電影《頭號玩家》上映，國內(nèi)累計票房達到13.85億。而電影中的虛擬世界“綠洲”儼然已成為與現(xiàn)實世界平起平坐的另一個世界，在給觀眾視覺震撼的同時，也為觀眾們帶來了一次混合現(xiàn)實(MR)技術的科普和未來的遐想。
一、什么是混合現(xiàn)實（MR）
MR，是英文Mixed Reality兩個單詞的縮寫，中文翻譯為混合現(xiàn)實?；旌犀F(xiàn)實技術通過在在現(xiàn)實環(huán)境中引入虛擬場景信息，在現(xiàn)實世界、虛擬世界和用戶之間搭起一個交互反饋的信息回路，以增強用戶體驗的真實感，具有真實性、實時互動性以及構想性等特點。
MR是一個快速發(fā)展的領域，廣泛應用于工業(yè)、教育培訓、娛樂、地產(chǎn)、醫(yī)療等行業(yè)，并在營銷、運營、物流、服務等多個環(huán)節(jié)得到充分應用。混合現(xiàn)實涵蓋計算機增強現(xiàn)實技術(AR)的范圍，與人工智能(AI)和量子計算(QC)被認為三大未來將顯著提高生產(chǎn)率和體驗的科技。隨著人類科技的迭代發(fā)展，尤其是5G網(wǎng)絡和通信技術的高速發(fā)展，各行各業(yè)都將大規(guī)模應用MR技術。
二、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）及混合現(xiàn)實（MR）三者關系及區(qū)別
虛擬現(xiàn)實技術曾被認為是下一代通用技術平臺和下一代互聯(lián)網(wǎng)的入口，是引領全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革的重要力量，是經(jīng)濟發(fā)展的新增長點，目前已經(jīng)在工業(yè)、軍事、醫(yī)療、航天、教育、娛樂等領域形成較為成熟的應用。據(jù)工信部消息，2021年我國虛擬現(xiàn)實市場規(guī)模預計將達544.5億元。國內(nèi)通稱的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)包括了VR虛擬現(xiàn)實、AR增強現(xiàn)實、MR混合現(xiàn)實等技術及其產(chǎn)業(yè)應用，但此處我們講虛擬現(xiàn)實時僅指VR虛擬顯示。
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality，VR)是利用VR設備模擬產(chǎn)生一個三維的虛擬空間，提供視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般。簡而言之，就是“無中生有”。在VR中，用戶只能體驗到虛擬世界，無法看到真實環(huán)境。增強現(xiàn)實(Augmented Reality，AR)是VR技術的延伸，能夠把計算機生成的虛擬信息(物體、圖片、視頻、聲音、系統(tǒng)提示信息等)疊加到真實場景中并與人實現(xiàn)互動。簡而言之，就是“錦上添花”。在AR中，用戶既能看到真實世界，又能看到虛擬事物?；旌犀F(xiàn)實(Mixed Reality，MR)是AR技術的升級，將虛擬世界和真實世界合成一個無縫銜接的虛實融合世界，其中的物理實體和數(shù)字對象滿足真實的三維投影關系。簡而言之，就是“實幻交織”。在MR中，用戶難以分辨真實世界與虛擬世界的邊界。
三、MR技術發(fā)展現(xiàn)狀
MR行業(yè)經(jīng)過這幾年的調(diào)整，跨過爆發(fā)期，進入調(diào)整期，存優(yōu)除劣，逐步完善。
在國際上，美國多部門部署VR研發(fā)計劃，美國政府一直非常重視VR技術的研發(fā)與應用，國家科學基金會、國防部、國家航空航天局、交通部等部門均部署了一系列虛擬現(xiàn)實研發(fā)計劃。在歐洲，歐盟H2020計劃也開展了多項虛擬現(xiàn)實研究，主要研究方向涵蓋虛擬現(xiàn)實硬件技術、虛擬現(xiàn)實軟件技術、虛擬現(xiàn)實行業(yè)應用等，具體行業(yè)應用領域包括軍事、國防、醫(yī)療、教育、房地產(chǎn)、體育、文化遺產(chǎn)等領域。
同時，MR技術所涉及的應用領域也在逐漸增加，MR技術與傳統(tǒng)行業(yè)的結合，如MR+教育、MR+金融、MR+工業(yè)等等，也已經(jīng)擁有了諸多成功的落地場景。
而在國內(nèi)，經(jīng)過近十年發(fā)展，我國的AR/MR產(chǎn)業(yè)已經(jīng)日趨成熟，形成了包括江西地區(qū)在內(nèi)的五大AR/MR核心產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，產(chǎn)業(yè)生態(tài)初步形成。目前，全國共有VR/AR/MR企業(yè)3000余家，上海市目前直接從事VR/AR/MR業(yè)務的企業(yè)約200余家，1000萬以上的注冊資金在總比例當中占比約33%，加上間接從事或相關企業(yè)超300家。近3年來，上海VR/AR/MR新增企業(yè)數(shù)量已經(jīng)超過歷史注冊的企業(yè)數(shù)量總和。
四、混合現(xiàn)實(MR)應用場景
MR技術作為一種通用性技術，在很多行業(yè)內(nèi)都能找到應用場景的結合點?；诨旌犀F(xiàn)實技術的全息展示和空間定位等特性，目前在工業(yè)、設計、展覽、建筑、醫(yī)療、教育等行業(yè)中都具有顯著的業(yè)務需求。在這些行業(yè)中，已經(jīng)涌現(xiàn)出了不少成功的混合現(xiàn)實應用案例。
（一）工業(yè)應用
工業(yè)是目前對于混合現(xiàn)實技術需求最強烈的行業(yè)。隨著工業(yè)4.0、智能制造等概念的推廣，越來越多的企業(yè)開始尋求智能化的工業(yè)升級技術，希望以技術賦能產(chǎn)業(yè)，為企業(yè)創(chuàng)造新的價值。在這個過程中，混合現(xiàn)實技術因其可以與真實環(huán)境、真實物體進行良好結合的特性，逐漸被大家所接受，并成為提升生產(chǎn)力的重要工具。
MR技術可以在日常工作的真實環(huán)境中為工人提供他們最為需要的信息，包括崗位操作培訓、設備維護手冊、IoT數(shù)據(jù)展示，以及遠程專家指導等等。員工在使用頭戴式MR眼鏡的時候，完全不影響他們對身邊真實環(huán)境的觀察，并能解放出雙手進行操作。
以下是一個典型的工業(yè)應用場景：
工作人員戴上MR眼鏡在生產(chǎn)環(huán)境中進行巡檢，其眼前的機器設備上會自動浮現(xiàn)出該設備當前的運行數(shù)據(jù);
巡檢員如果發(fā)現(xiàn)異常，可以通過眼鏡進行情況記錄，并完成問題上報;
隨后，他可以根據(jù)故障信息調(diào)取相關問題的處置方案或全息維修指導手冊，設備的維修指導信息會一步一步地呈現(xiàn)在他的面前，并準確地指出每個步驟操作的具體位置。
如果全息維修指導手冊沒辦法幫他解決問題，他可以馬上通過眼鏡呼叫遠程的技術專家;
專家通過分析眼鏡端捕捉的畫面后，為現(xiàn)場員工提供精確的專業(yè)指導，協(xié)助完成問題的處置。
在整個流程中，生產(chǎn)環(huán)境現(xiàn)場的員工僅需一副MR眼鏡就可實現(xiàn)所有的功能。
（二）展覽應用
在混合現(xiàn)實技術剛出現(xiàn)的時候，最多的應用場景就是展覽和展示。在當時，對于所有人來說，MR絕對是酷炫和黑科技的代名詞。用黑科技來展示自家的產(chǎn)品，或用來宣傳企業(yè)形象絕對是一個不錯的選擇。從功能上講，MR技術應用于展覽行業(yè)的最大優(yōu)勢是交互式的全息可視化內(nèi)容所能帶給觀眾的沖擊，這是一種類似科幻影片走進現(xiàn)實的震撼感受。MR技術非常適合展示體積龐大、結構復雜、精密昂貴的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品不便于攜帶和拆解，很難讓觀眾看到實物，或者了解其內(nèi)部結構。通過混合現(xiàn)實技術為這些產(chǎn)品制作3D全息化的內(nèi)容，就可以非常方便地在任何地方、任何場合展示產(chǎn)品的細節(jié)。
此外，在傳統(tǒng)展臺上經(jīng)常會使用各種實物沙盤，用于展示城市規(guī)劃、園區(qū)設計或建筑方案，但這些實物沙盤通常是靜態(tài)的，無法產(chǎn)生大量動態(tài)內(nèi)容?；?/span>MR的虛實結合功能，我們可以將實物沙盤升級為混合現(xiàn)實沙盤，參觀者通過混合現(xiàn)實眼鏡將能看到建筑的施工過程、3D交通工具的穿行效果、目標對象的詳細介紹等。各種各樣豐富有趣的可視化內(nèi)容可以讓靜態(tài)的沙盤動起來。
（三）建筑應用
建筑業(yè)是由空間定義的。最近幾年從2D文檔到建筑信息模型(BIM)的過渡是一個自然的演變，BIM不僅能提供精確的建筑信息，還能在施工過程中提供有效的參考。但是大部分情況下，我們?nèi)匀恢荒茉?D的電腦屏幕上查看相關的內(nèi)容。MR技術將模型帶出屏幕，可以讓建筑的3D模型躍然紙上，并為用戶提供了透視、分層、局部放大等更直觀的觀看和交互的能力。通過全息3D化展示，讓我們可以通過更自然的方式去體驗和理解設計方案，使數(shù)據(jù)通俗化。
如果MR與BIM能夠進行完美的結合，把“虛”的BIM數(shù)據(jù)和“實”的施工場景進行疊加對比，那我們甚至可以在建筑施工現(xiàn)場評估工程進度和施工精確度，這也將為建筑工程行業(yè)的智能化推進帶來巨大的想象空間。
（四）醫(yī)療應用
MR技術在醫(yī)療場景中也有著廣闊的發(fā)展空間，比如醫(yī)生們可以在手術的過程中，通過混合現(xiàn)實眼鏡方便地查閱病人影像資料、相關部位的3D模型等內(nèi)容;也可以將病人的全息骨骼模型準確地疊加在其身體上，輔助醫(yī)生完成手術定位;結合5G等遠程通訊技術，還可以對手術現(xiàn)場進行直播，并實現(xiàn)遠程多人會診;在術式培訓、醫(yī)療設備操作培訓等業(yè)務場景中，我們也同樣可以使用MR來達到優(yōu)異的培訓效果。
醫(yī)療影像數(shù)據(jù)可以方便地轉化為3D模型，利用MR全息化地展示這些模型，可以將平面的影像立體化，并能給與醫(yī)生準確的空間位置判斷力。這種空間立體化的“讀片”技術可以顯著提升年輕醫(yī)生的讀片準確度，同時也方便醫(yī)生將相關病情與患者或家屬進行直觀的溝通。
（五）教育應用
在教育行業(yè)，開發(fā)者可以根據(jù)不同的學習需求開發(fā)全息教學內(nèi)容，讓學生們在新奇的全息互動式體驗中完成知識點的學習。這種新穎的教學方式一方面可以激發(fā)學生們的學習熱情，另一方面可以把一些復雜的知識點通過交互式模型動畫形象地展示出來，可以加深學生對學習內(nèi)容的印象。目前來說，MR頭戴式設備比較適合中學及以上年齡段的學生，對于低齡學生或學齡前兒童并不完全適用。
相對與普通學校教育，職業(yè)教育的細分領域對于MR技術的需求更為明顯。職業(yè)教育主要關注在技能培訓和操作能力的提高，但一些復雜操作技能，比如汽車維修，很難給與學生充足的實際上手時間。同時，在學生進行實際操作的時候也需要有人一直確保其操作準確性，以免發(fā)生人員傷害或設備毀損的情況。MR技術可以將培訓教學內(nèi)容虛擬化，并與教學現(xiàn)場的環(huán)境和實物疊加起來，通過虛實結合的方式輔助學生掌握操作方法。而且虛擬化的培訓內(nèi)容可以反復播放，實現(xiàn)學生獨立學習的需求。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關于MR技術的知識技巧了，學習以上的漫談混合現(xiàn)實(MR)技術之一 ——什么是混合現(xiàn)實(MR)技術知識，對于MR技術的幫助都是非常大的，這也是新手學習信息技術所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點擊右側人工服務，我們會有專業(yè)的人士來為您解答。
本站在轉載文章時均注明來源出處，轉載目的在于傳遞更多信息，未用于商業(yè)用途。如因本站的文章、圖片等在內(nèi)容、版權或其它方面存在問題或異議，請與本站聯(lián)系(電話：0592-5551325，郵箱：help@onesoft.com.cn)，本站將作妥善處理。
向客服提問MR技術課程推薦
信息技術熱門資料
信息技術技術文檔
推薦閱讀
