2019-10-21 11:33:09
來源:中國指揮與控制學(xué)會(huì)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),是一種將虛擬信息與真實(shí)世界巧妙融合的新技術(shù),它廣泛運(yùn)用多媒體、三維建模、智能交互等技術(shù)手段,將計(jì)算機(jī)生成的文字、圖像、三維模型等虛擬信息模擬仿真后,應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)世界中,兩種信息互為補(bǔ)充,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的“增強(qiáng)”。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括三大技術(shù)要點(diǎn):三維注冊(cè)(跟蹤注冊(cè)技術(shù))、虛擬現(xiàn)實(shí)融合顯示、人機(jī)交互。簡(jiǎn)單來說,這一技術(shù)的實(shí)現(xiàn)流程是:先通過攝像頭和傳感器對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并傳入處理器進(jìn)行分析和重構(gòu),再通過頭顯或智能移動(dòng)設(shè)備上的攝像頭、傳感器等,實(shí)時(shí)更新用戶在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的空間位置變化數(shù)據(jù),得出虛擬場(chǎng)景和真實(shí)場(chǎng)景的相對(duì)位置,進(jìn)行虛實(shí)場(chǎng)景的融合計(jì)算,并將合成影像呈現(xiàn)給用戶。用戶可通過頭顯或智能移動(dòng)設(shè)備上的交互配件,如話筒、攝像頭等,進(jìn)行人機(jī)交互和信息更新,實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互操作。其中,三維注冊(cè)是技術(shù)核心,即以現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的物體為標(biāo)識(shí)物,將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息進(jìn)行對(duì)位,使虛擬物體的三維信息與現(xiàn)實(shí)環(huán)境完美匹配,達(dá)到虛實(shí)結(jié)合的效果。
與虛擬現(xiàn)實(shí)有何不同
與目前流行的虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)不同,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互技術(shù)。通過這一技術(shù),讓參與者與虛擬對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng),從而獲得一種奇妙的視覺體驗(yàn)和在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn),需要借助攝像頭。利用攝像頭產(chǎn)品,讓用戶在現(xiàn)實(shí)世界中跟游戲中的角色進(jìn)行交互式活動(dòng)。目前,已經(jīng)研制出的這類相關(guān)載體包括AR眼鏡和AR頭盔等。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)生成一種模擬環(huán)境,并使用戶沉浸其中,它可以理解為一種對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的仿真系統(tǒng)。最常見的虛擬現(xiàn)實(shí)裝備是頭戴顯示器,主要用于用戶與虛擬場(chǎng)景的互動(dòng)交互,提供浸入式體驗(yàn)。
與虛擬現(xiàn)實(shí)相比,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)更受關(guān)注。有人比喻稱,虛擬現(xiàn)實(shí)就像是戴著眼鏡做美夢(mèng),而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)卻是真實(shí)的,因而也更具發(fā)展?jié)摿ΑkS著技術(shù)發(fā)展,兩種技術(shù)最終將走向融合,即混合現(xiàn)實(shí)(MR)技術(shù)。不過,就現(xiàn)階段而言,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍處于起步階段,還有很多未知領(lǐng)域等待探索。一旦發(fā)展成熟,將具有廣闊的應(yīng)用前景。
軍事應(yīng)用前景廣闊
未來戰(zhàn)場(chǎng)是陸、海、空、天、電多維一體的數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng),增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛實(shí)融合、人機(jī)交互的特點(diǎn),對(duì)于軍事應(yīng)用具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境顯示。戰(zhàn)場(chǎng)上,戰(zhàn)斗人員佩戴增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡后,看到的戰(zhàn)場(chǎng)信息不僅包含真實(shí)環(huán)境信息,還包括諸多戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境增強(qiáng)顯示信息,它可以幫助作戰(zhàn)人員及時(shí)調(diào)整作戰(zhàn)策略,積極應(yīng)對(duì)快速變化的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。2018年,美國陸軍宣布將購買10余萬部改進(jìn)型號(hào)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備,謀求戰(zhàn)斗人員在戰(zhàn)場(chǎng)上可以“先敵一步”。另外,美國應(yīng)用研究事務(wù)所推出一款軍用智能眼鏡,指揮官可通過該眼鏡隨時(shí)將地圖、戰(zhàn)場(chǎng)情況通報(bào)、指令等信息傳送給士兵,讓他們迅速掌握最新的戰(zhàn)地情況,提高作戰(zhàn)效率。
強(qiáng)化模擬訓(xùn)練效果。通過構(gòu)建基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的虛擬戰(zhàn)場(chǎng),并對(duì)現(xiàn)實(shí)中的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行模擬增強(qiáng),能夠大幅提高軍事訓(xùn)練效率、降低訓(xùn)練成本。另外,在高度逼真的模擬戰(zhàn)場(chǎng)空間中展開訓(xùn)練,使士兵在部署前便對(duì)作戰(zhàn)地域了如指掌,相當(dāng)于提前開展“不流血”的實(shí)戰(zhàn)。2016年3月,美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)在加州建設(shè)了一個(gè)混合現(xiàn)實(shí)的軍事作戰(zhàn)培訓(xùn)營。該培訓(xùn)營的負(fù)責(zé)人表示,借助增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展訓(xùn)練、概念射擊和數(shù)據(jù)評(píng)估,將大大提升部隊(duì)的作戰(zhàn)能力。
提升裝備維修效率。運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以為武器裝備制作1:1的數(shù)字形象,讓設(shè)備的每個(gè)部件以3D形式在計(jì)算機(jī)上展現(xiàn),并分布在對(duì)應(yīng)的虛擬位置。有了它,無論設(shè)備多么龐大,檢修人員都可以隨時(shí)檢修設(shè)備的任何一個(gè)部件,后方專家也可以借助這一技術(shù),指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行檢修操作。去年,在美國國防部牽頭組織下,諾-格公司依托增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主持的F-35機(jī)身數(shù)字制造項(xiàng)目,可以為軍用飛機(jī)維修提供全套方案。基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),戰(zhàn)時(shí)裝備維修人員可迅速診斷出裝備的故障原因,并擬制恰當(dāng)?shù)木S修方案,提高裝備維修效率。
互聯(lián)網(wǎng)和社交媒體的出現(xiàn),極大地改變了人與世界的交互方式,而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)成為塑造未來的新趨勢(shì)。目前,各軍事強(qiáng)國都在加大力度將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入軍事領(lǐng)域,以強(qiáng)化自身在高科技戰(zhàn)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。未來,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)將深度融入到武器裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、維修、作戰(zhàn)模擬訓(xùn)練等眾多領(lǐng)域,對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)產(chǎn)生重要且深遠(yuǎn)的影響。
(中國國防報(bào) 2019年10月8日第四版)來源:中國國防報(bào)