增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）在游戲上的運(yùn)用研究

周洋

摘 要：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）在近年越來(lái)越多地被使用，涉及生活的部分行業(yè)，在娛樂(lè)游戲方面的應(yīng)用也逐漸增加。AR是在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，所以在有些地方與VR相似，例如都需要設(shè)備支持。但是AR是結(jié)合了現(xiàn)實(shí)景象而實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，在體驗(yàn)上給用戶更加真實(shí)的感覺(jué)。AR游戲?qū)儆谛屡d產(chǎn)業(yè)，雖然它帶來(lái)的影響還不是很明顯，但是對(duì)于人類生活帶來(lái)的改變將會(huì)是巨大的。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；設(shè)備；游戲；趨勢(shì)

1 AR技術(shù)概述

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）。把現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)難以體驗(yàn)到的實(shí)體信息（視覺(jué)信息、聲音、味道、觸覺(jué)等），通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)特殊處理后再疊加到現(xiàn)實(shí)世界被人體感官所感知，從而使人們感受到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)，這種技術(shù)叫做增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)稱AR技術(shù)。這種技術(shù)最早于1990年提出。進(jìn)入21世紀(jì)過(guò)后，電子技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)都取得了較大發(fā)展，使得AR越來(lái)越多的被應(yīng)用，用途也越來(lái)越廣。

2 AR設(shè)備

AR技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要有一定的設(shè)備支持，常見(jiàn)的設(shè)備有大概有以下幾類：

頭盔顯示器（Head-mounted display，簡(jiǎn)稱HMD）顯示：這種設(shè)備屬于頭戴式設(shè)備，是比較常見(jiàn)的一種，相對(duì)于其他設(shè)備，這類設(shè)備給用戶帶來(lái)的沉浸感更強(qiáng)，體驗(yàn)更真實(shí)。因?yàn)檫@種頭盔顯示器能夠看到周?chē)恼鎸?shí)環(huán)境，所以也叫做透視式（see-through）頭盔顯示器。這種顯示器有兩種常見(jiàn)的方式提供現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)。一種是利用攝像頭將拍攝到的真實(shí)景象輸入到處理器，然后在顯示器上顯示經(jīng)過(guò)處理的融入了虛擬物體的真實(shí)景象，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，這種叫做視頻透視式（Vedio seethrough）；另一種是通過(guò)光學(xué)原理將虛擬物體直接與視野中的真實(shí)世界融合，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，這種叫做光學(xué)透視式（Optical see-through）。還有一種很少見(jiàn)的是虛擬視網(wǎng)膜顯示技術(shù)（Virtual Retinal Display 簡(jiǎn)稱VRD），由于資料有限，這里不做講解。

投影式顯示（projection display）：將虛擬景象投影到現(xiàn)實(shí)中某些對(duì)應(yīng)的物體上，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)。

手持式顯示器（Hand Held Display 簡(jiǎn)稱HHD）顯示：像的手機(jī)，平板電腦等都可以作為手持式顯示器，只要配備有攝像頭，那么只需要下載相關(guān)的軟件到的設(shè)備即可體驗(yàn)AR應(yīng)用。這類設(shè)備往往便于攜帶，可以讓人們時(shí)刻體驗(yàn)AR應(yīng)用。

普通顯示器顯示（Monitor-based Display）：通過(guò)將現(xiàn)實(shí)景象與計(jì)算機(jī)生成的虛擬對(duì)象相結(jié)合輸出在普通的顯示器上，有特定需要也可以戴上專門(mén)的眼睛觀看立體圖像。2013年春晚就用到這種顯示方法，電視機(jī)前的觀眾能看見(jiàn)現(xiàn)場(chǎng)所不能看見(jiàn)的虛擬景象。

3 AR游戲的特點(diǎn)

虛實(shí)結(jié)合：AR技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)將處理過(guò)的信息與其他信息合成到用戶可見(jiàn)的現(xiàn)實(shí)世界的一門(mén)技術(shù)。AR游戲使傳統(tǒng)的游戲增加了與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景結(jié)合的虛擬景象，使游戲不再局限于顯示器，而是使游戲界面疊映于現(xiàn)實(shí)對(duì)象中，這樣便使游戲的可操作性和互動(dòng)性大大增強(qiáng)。用戶只需要通過(guò)眼睛凝視或手勢(shì)指點(diǎn)等簡(jiǎn)單的身體動(dòng)作進(jìn)行操作，便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲的操作。

實(shí)時(shí)交互：要達(dá)到一定的游戲體驗(yàn)，就要使游戲滿足實(shí)時(shí)交互性。AR游戲需要玩家進(jìn)行必要的動(dòng)作來(lái)完成游戲操作，游戲鏡頭不會(huì)固定于某個(gè)單一的畫(huà)面或鏡頭，因此，在用戶進(jìn)行某種動(dòng)作時(shí)，要求AR系統(tǒng)能及時(shí)的回應(yīng)用戶的動(dòng)作，將正確的請(qǐng)求獲取并將正確的結(jié)果反饋給用戶。這樣才能保證用戶的游戲體驗(yàn)。通過(guò)將虛擬世界和真實(shí)世界的進(jìn)行實(shí)時(shí)同步，使得游戲本身的游戲性與趣味性大大增強(qiáng)，用戶因此獲得更好的游戲互動(dòng)。

4 AR對(duì)游戲帶來(lái)的影響

與傳統(tǒng)游戲相比：AR游戲更加真實(shí)，具有更好的互動(dòng)性、趣味性和游戲性。AR游戲不再局限于某個(gè)單一空間和時(shí)間，而是讓玩家可以在更多變的現(xiàn)實(shí)環(huán)境里進(jìn)行游戲，也可以與其他的玩家進(jìn)行更多的、更好的互動(dòng)競(jìng)技。

與VR游戲相比：VR游戲是在完全虛擬的世界，玩家看不見(jiàn)現(xiàn)實(shí)世界的任何東西，只是VR游戲是給玩家?guī)?lái)超越普通游戲的，身臨其境的游戲體驗(yàn)，立體感更強(qiáng)。而AR游戲是在VR游戲基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景開(kāi)發(fā)的，真實(shí)性與游戲性都高于VR游戲，玩家可以享受更多的游戲趣味。

AR游戲和VR游戲一樣都給游戲行業(yè)注入了新鮮的血液，可以想象在不遠(yuǎn)的未來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展與成熟，AR技術(shù)勢(shì)必會(huì)給游戲與其他行業(yè)帶來(lái)革命。

5 AR游戲在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然AR技術(shù)在近年來(lái)已經(jīng)取得了較大發(fā)展，但是仍然存在很多技術(shù)方面的瓶頸，而這些瓶頸大大限制了AR技術(shù)的運(yùn)用。如果使用的AR設(shè)備過(guò)于笨重以至于不便攜帶，則會(huì)大大降低用戶的體驗(yàn)，不僅僅是在AR游戲方面，在其他領(lǐng)域也會(huì)大大限制體驗(yàn)效果。因此，如何將AR設(shè)備向微型化和低能耗的方向發(fā)展也是一個(gè)重要的研究課題。

盡管AR在國(guó)內(nèi)發(fā)展相對(duì)較晚，但發(fā)展速度很快，這方面的技術(shù)也逐漸跟上國(guó)外的腳步。雖然沒(méi)有VR那樣被大多數(shù)人熟悉，但相信很快會(huì)被人們熟知。

6 結(jié)語(yǔ)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他的領(lǐng)域也有交叉，要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)就要用到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器、網(wǎng)絡(luò)、GPS和陀螺儀等許多技術(shù)，通過(guò)多種領(lǐng)域技術(shù)的交叉運(yùn)用，使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)給人們帶來(lái)更真實(shí)的游戲體驗(yàn)。而且AR被人們稱為“更真實(shí)的現(xiàn)實(shí)”，這樣一來(lái)，AR讓游戲的真實(shí)性更加的能滿足人們的需求。雖然AR與VR有許多相似的地方，但是在很多方面，AR技術(shù)所做到的都多于VR，像在醫(yī)療研究和解剖訓(xùn)練、精密儀器制造和維修、軍用飛機(jī)導(dǎo)航等領(lǐng)域，都具有比VR技術(shù)更加明顯的優(yōu)勢(shì)。盡管現(xiàn)在AR還沒(méi)有完全走進(jìn)人們的生活，但隨著AR技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在不久的未來(lái)將會(huì)與人們的生活密切相關(guān)，在生活的方方面面都會(huì)感受到AR技術(shù)的運(yùn)用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳一民，李啟明，馬德宜，等.增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究及其應(yīng)用[J].上海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2011（7）：53-56.

[2]陳靖，王涌天，施琦，等.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)注冊(cè)[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（21）：5.

[3]周大镕.基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)式教學(xué)演示軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2014.

[4]劉越.移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)及研究進(jìn)展[J].辦公自動(dòng)化，2013（5）：91-92.

[5]齊越，李云浩，張茂軍，等.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬演播室系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 2001（22）：9.

Research on the Use of Augmented Reality （AR） in the Game

Zhou Yang

（Xihua University， Chengdu 610000， Chian）

Abstract：Augmented Reality （AR） in recent years， more and more it is used，involving industry part of our lives，application entertainment games is also increasing.AR is developed on the basis of Virtual Reality （VR） on up，so in some places and VR acquaintance，for example， require device support.However， AR is a combination of reality and vision technology implemented，on the user experience more realistic feel.AR Games is an emerging industry，although the influence it brings is not very obvious，but for human life will bring change will be enormous.

Key words：augmented reality； equipment； game； trends