據悉，美國專利及商標局剛剛公布了一個蘋果申請并獲得批準的專利，我們大致可將其描述為可戴上的便攜設備，或是一副有顯示屏和可能的發(fā)聲能力的眼鏡;或是擋住用戶臉的帶顯示屏和可能的發(fā)聲能力的面罩等，專利中也提到了激活通信功能的方式，如打電話或連接到視頻會議。

這很容易讓人聯(lián)想到谷歌在今年早期發(fā)布的一款眼鏡“Google Glass”，它具有和智能手機一樣的功能，可以通過聲音控制拍照、視頻通話和辨明方向以及上網沖浪、處理文字信息和電子郵件等，近日這款眼鏡又被加入骨傳導技術，加入這項技術之后，Google就可以發(fā)送只有帶著頭部裝置本人才能聽見的消息提醒。微軟于2011年5月提出了一項新專利應用并在日前獲得通過，沒錯，眼鏡式顯示系統(tǒng)。這些電子巨頭的目光都聚集在了眼鏡或者面罩，實際上是其背后的“增強虛擬現(xiàn)實技術”。

你我身邊已有應用

在年初大熱的電影《碟中諜4》中，一名特工就在一只眼睛中戴上了一種特制的隱形眼鏡。這種隱形眼鏡能夠掃描走在大街上的人臉，進行人臉識別，從而能從人群中迅速找出要找的目標，截獲密碼文件?？茖W家稱實現(xiàn)這樣神奇的應用是一二十年之后了。

但也不用太失望，因為我們身邊已經有增強虛擬現(xiàn)實技術的應用了。比如10月份，圓明園遺址公園發(fā)布的“數字圓明園”，以通過網絡下載圓明園移動導覽系統(tǒng)，在家中虛擬游覽圓明園，也可以到實地體驗導覽系統(tǒng)的增強現(xiàn)實效果。游客可在首批九州和含經堂共10個景區(qū)實現(xiàn)移動導覽，用圓明園提供的iPad對準景區(qū)里的二維碼一刷，即可重現(xiàn)過去的建筑景觀。

增強虛擬現(xiàn)實技術的體驗非常神奇，其核心主旨就是“以人為本”。

增強虛擬現(xiàn)實技術，簡稱增強現(xiàn)實(augmented reality，AR)技術，簡言之就是用計算機實時產生三維信息來增強人對真實世界的感知。

一般認為，AR技術源于虛擬現(xiàn)實(virtual reality，VR)技術。但AR的偉大之處就是著眼于真實世界。傳統(tǒng)的VR技術讓用戶完全浸透在虛擬空間中，比如宅男生活在家中電腦營造的網絡世界。而AR技術則把計算機、網絡和用戶都帶回了真實的世界，技術不僅為了讓人隨時訪問網絡，還要增強人對現(xiàn)實世界的感知。

戴上一款眼鏡，看看天，眼鏡片上就顯示今天以及之后幾天內的天氣，看到一張面孔，就能顯示你在何時何處見過他……AR技術利用計算機系統(tǒng)產生現(xiàn)實環(huán)境中并不存在的虛擬信息，這些虛擬信息可被用戶以視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等各種方式感知，成為周圍真實環(huán)境的組成部分，從而增強用戶對現(xiàn)實世界的感知。結合現(xiàn)在的信息技術，這將創(chuàng)造多少美妙的應用。

多學科交叉的新興研究領域

上世紀90年代初期，波音公司的Tom Caudell和同事最早提出了“增強現(xiàn)實”。在他們設計的系統(tǒng)中，把由簡單線條繪制的布線路徑和文字等提示信息，實時地疊加在機械師的頭盔顯示器上，而這些信息則可以幫助機械師一步一步地完成拆卸過程。

AR系統(tǒng)的目標就是這樣，借助光電顯示技術、交互技術、計算機圖形技術和可視化技術等，產生現(xiàn)實環(huán)境中不存在的虛擬對象，并通過注冊技術將虛擬對象準確地“放置”在真實環(huán)境中，使用戶處于一種融合的環(huán)境中，不能區(qū)分真實和虛擬，用戶所感知到的只是一個真實和虛擬相融合的唯一存在的世界，并能與之交互。

AR是一個多學科交叉的新興研究領域，該領域的權威學者北卡大學Ronald Azuma提出，他認為AR系統(tǒng)包含三個內容：真實世界和虛擬世界的信息集成，即虛實融合;具有實時交互性;三維尺度空間中定位增添虛擬物體，即三維跟蹤注冊。其中，尤以實時的人機交互最為重要，因為沉浸感和感知的增強皆源于此。人機交互是一門包括計算機視覺、心理學、人工智能等多學科交叉的技術，隨著傳感器、力反饋等硬件設備的發(fā)展，以及對人的個體差異、感知研究以及認知科學的發(fā)展，人機交互已成為世界各國信息產業(yè)競爭的一項關鍵技術，并逐漸實現(xiàn)向“以用戶為中心”的轉變。

AR技術亟待突破軟硬件瓶頸

由于AR技術的獨特性與快速發(fā)展，軍事、航空航天、醫(yī)療、影視娛樂、制造與維修、教育、旅游、建筑規(guī)劃……各個領域都能看到其應用。

軍事應用是推動新技術發(fā)展的重要動力之一，AR技術也不例外，采用AR技術可以大大減少軍費開支，主要集中在軍事訓練和武器的設計制作兩個方面。在航空航天方面，美國國家航空航天局已經將AR技術應用于國際空間站組裝、訓練等工作。歐洲航天局則注重于把AR技術應用于空間機器人遙控、航天器設計、空間探測模擬等。

醫(yī)學是最早將AR技術應用到實際中的領域之一。早在1994年，醫(yī)生就可以利用超聲掃描孕婦，然后在其腹部對應部位繪制出一個相應的三維胎兒，再通過頭盔顯示器可以了解胎兒。

AR技術還可以作為外科手術可視化的輔助手段，通過使用磁共振成像、計算機斷層掃描或超聲圖像可以實時收集病人的三維數據，據此實時地渲染出相應的虛擬信息，與病人的實際情況相融合，給予醫(yī)生更完善的信息。豐富的感官交互、亦真亦幻的虛實融合環(huán)境，運用AR技術將會出現(xiàn)很多有意思的游戲。

AR技術依然是一門年輕的學科，存在著許多尚未解決的理論問題和尚未克服的技術障礙。比如硬件設備比較特殊，而且大多十分昂貴，且普遍存在使用不便、影響用戶交互活動等缺點，這是目前影響AR推廣的瓶頸之一。

雖然目前已經有多種用于AR系統(tǒng)開發(fā)的軟件工具包和應用程序編程接口，但普遍存在專業(yè)性強、易用性差等特點，而且很多算法和相關理論也不成熟，如在人工智能、人體工程學、基于嗅覺、味覺等新型傳感和感知機理等方面還有許多問題有待解決，同時，由于一些AR專用硬件設備的特殊性和局限性，常常使軟件開發(fā)的費用十分巨大。

此外，雖然目前AR已較為廣泛地應用于許多領域，但絕大部分集中在軍事、醫(yī)學、娛樂、制造與維修等方面，在其他領域的應用還有待進一步加強，未來的發(fā)展方向尤其應注重戶外AR應用等方面，并努力向民用方向發(fā)展。

所以，AR技術的主要研究方向應該是開發(fā)廉價的硬件設備，降低AR系統(tǒng)的硬件成本，開發(fā)能夠實現(xiàn)虛實無縫融合的高效算法和軟件，進一步加強用戶視覺和聽覺感知方面的研究，積極開展觸覺、嗅覺、味覺等方面的研究，最終實現(xiàn)真實自然的多模態(tài)人機交互。

AR技術是一個充滿豐富想象力和巨大潛力的高新技術領域，在不久的將來其將注定深度影響我們的生活，這一天的到來可能比預計到的更快。