MR服務產品應用研究

韓佳星

摘 要：混合現實（Mix Reality，簡稱MR）是虛擬現實技術的進一步發(fā)展。該技術通過在虛擬環(huán)境中引入現實場景信息，在虛擬世界、現實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。MR與VR、AR同屬于現實增強技術，是由“智能硬件之父”——多倫多大學教授Steve Mann提出的介導現實。其與之前的VR、AR相比，可以說是站在前兩者肩膀上發(fā)展出來的混合技術形式，是一種既繼承了兩者的優(yōu)點，同時也摒除了兩者大部分缺點的新興技術。隨著工業(yè)智能化的發(fā)展，MR的應用已經可以滲透到各個行業(yè)，滿足各種用戶的需求。文章將對MR技術的市場背景以及應用現狀作出調研，探討其可應用范圍。

關鍵詞：混合現實;虛擬現實;技術應用;MR

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1 項目背景

混合現實（Mix reality，簡稱MR）是虛擬現實技術的進一步發(fā)展。該技術通過在虛擬環(huán)境中引入現實場景信息，在虛擬世界、現實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。

MR技術作為一個新興的電子產品，將逐步的發(fā)展出更多的功能。MR作為一個新型的平臺，新型的硬件設備，可以發(fā)展出更多手機和電腦無法實現的軟件和功能。而隨著MR設備的發(fā)展和技術的成熟、量產，成本的降低，將逐步融入人們的生活，成為像智能手機一樣不可或缺的設備。

在MR技術剛剛出現時去開發(fā)其軟件技術，無疑能分到一杯美羹。而隨著時代的發(fā)展，人們的工作更加復雜和信息化，在工作中需要處理大量的信息。而此項目正滿足了這種需求，大大提升了工作效率。

2 MR技術原理

2016年和2018年的《地平線報告》中均提及MR技術，并預計其將會在未來四至五年中成為教育領域采取的重要技術。在最新的2019年《地平線報告》中，提出學習分析、移動學習、MR、人工智能、區(qū)塊鏈以及虛擬助手是推動高等教育變革的六大技術。其中，MR作為中期技術，預計未來兩至三年間在教育領域中得到廣泛應用。目前，MR技術已運用于醫(yī)療、軍事、航空、娛樂等領域，其與商業(yè)的結合也在逐步加深。

20世紀60、70年代，為了增強簡單自身視覺效果，使眼睛在任何情境下都能夠“看到”周圍環(huán)境，Steve Mann設計出可穿戴智能硬件，這被看作是對MR技術的初步探索。

VR是純虛擬數字畫面，AR是虛擬數字畫面加上裸眼現實，MR是數字化現實加上虛擬數字畫面。從概念上來說，MR與AR更為接近，都是一半現實、一半虛擬影像。但傳統AR技術運用棱鏡光學原理折射現實影像，視角不如VR視角大，清晰度也會受到影響。

MR技術結合了VR與AR的優(yōu)勢，能夠更好地將AR技術體現出來。根據Steve Mann的理論，智能硬件最后都會從AR技術逐步向MR技術過渡。MR和AR的區(qū)別在于，MR通過一個攝像頭使人看到裸眼都看不到的現實，AR只管疊加虛擬環(huán)境而不管現實本身。

3 市場需求調研

MR行業(yè)日益崛起，逐漸走進大眾生活，在多個領域都有很好的前景。尤其是在游戲和建筑行業(yè)，龐大的市場需求和目前近乎空白的市場現狀，吸引著人們進軍這一市場，為MR技術的進一步成熟而奮斗。MR可以讓用戶更加深入地了解真實場景的狀況，同時又減少了很多成本。假如用戶是一個建筑設計師，其可以利用MR技術輸入參數，模擬出其建筑設計圖中的建筑。這樣，其就可以立體直觀地感受到自己設計的欠缺，從而設計出更加舒適美觀的建筑。假如其是一個游戲發(fā)燒友，其也可以通過MR技術與其心儀的游戲人物面對面，獲得精彩絕倫地直觀體驗。假如其是一個家裝策劃者，其可以先利用MR技術模擬出其設計，讓用戶可以直觀立體地感受到經過其不同風格理念裝修的房子，從而選擇他們最喜歡的那款，避免裝修完成后用戶不喜歡的尷尬狀況，提升用戶滿意度。

對商家來說，服務過程中與客戶的交流不到位，往往會造成時間與資源的浪費。如家裝公司、設計公司、建筑公司等，前期與客戶缺乏溝通就會造成返工、物資浪費等現象，浪費人力物力。利用MR平臺及本公司在企業(yè)版中定制開發(fā)的程序，就可以在施工或加工前期，使施工或加工成品能夠直接可視化地展現在雙方眼前，并且為商家和顧客的高效溝通提供更多的便利條件和時間，以討論更多的合作可能性。

對個人來說，利用各種開發(fā)者小程序，能夠使感受到的體驗更加地豐富。在辦公過程中，可以利用此產品的個人版，即時的創(chuàng)造出靈光一閃的點子，并且體驗到真實的感覺，大大增強辦公效率。在家中，消費者可以體驗做家庭的設計師。使用此產品不僅可以隨時體驗家裝的樂趣，還可以體驗觀影、游戲等娛樂活動。在家庭出行、聚會等各種各樣的場合下，本產品都是提高效率、創(chuàng)造更多樂趣的好助手。

4 技術可應用的范圍

隨著大筆資金進入AR項目和AR創(chuàng)業(yè)公司，一些IT巨頭（如谷歌、蘋果、微軟、高通和佳能等）開始競相布局AR和MR，構建其AR/MR生態(tài)系統，第一批消費級的AR產品已經如雨后春筍般涌現。

工業(yè)制造計算機在產品開發(fā)中早已廣泛使用，常用的系統有：計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助裝配規(guī)劃（CAAP）等。AR技術的應用，大大提高了CAD/CAM處理能力。

軍事模擬虛擬現實很早就被應用在軍事上。20世紀60年代，Ivan Sutherland提出虛擬世界的概念，隨后在美國國防部（DARPA）支持下構建了頭戴式顯示設備“Sword of Damocles”（達摩克利斯劍）。到1983年，DARPA實現了一個實時仿真系統SIM-NET（Simulation NETworking），開發(fā)多用戶交互仿真。1990年，NASAAmes Research Centre開發(fā)了一個虛擬風洞（VWT），使用VR設備BOOM和數據手套Data Glove分析流場。在運用計算機仿真模擬進行軍事模擬訓練方面，美軍走在世界前列。在阿富汗、伊拉克戰(zhàn)爭準備階段，美軍就在歐文堡訓練基地、山姆休斯頓軍事醫(yī)學教育訓練中心開辟模擬實景訓練和仿真模擬訓練，實景還原伊拉克、阿富汗等作戰(zhàn)場景，并要求士兵必須接受該基地3周的適應性訓練后才能趕赴前線作戰(zhàn)。通過VR、AR技術，醫(yī)療隊員攜帶多種形式的傳感設備，對各種極端戰(zhàn)場環(huán)境下的救治（極地、深海、高空，包括生化、核武器致傷）會有切身感受，如同親身參加實戰(zhàn)。對參訓人員的戰(zhàn)傷救治水平、心理承受和應變能力都有顯著提高[1]。

游戲領域。游戲軟件巨頭任天堂公司2015年發(fā)布的Pokemon Go將AR技術應用于游戲領域，通過手機在現實世界中尋找并捕捉虛擬的精靈，憑借出色的創(chuàng)新性獲得巨大成功。

旅游/數字場館將旅游景點進行數字化，以AR形式展現景點的魅力。如2006年北京理工大學的王涌天等人提出，運用增強現實技術數字化圓明園，實現圓明園的重建。通過原址、移動設備AR及頭盔式AR等多種形式重現圓明園的往昔風采。場館方面，AR技術能成為讀者的隨身助理，也能成為館員提升工作效率的得力助手，場館信息展示的新舞臺。應用實例：讀者利用AR設備觀察書籍、名勝、歷史遺跡等被強化物時，相關信息如館藏書目、影音資料、景點故事等作為強化物疊加其上。還可協助讀者/管理員定位圖書，結合用戶位置進行導航。

汽車領域。GTC2016開發(fā)者大會上，德國馬牌展示了其正在開發(fā)的AR增強現實技術在汽車領域的新應用。在汽車前擋風玻璃上顯示人機交互界面，計算機會根據真實世界場景，實時動態(tài)地投射消息至前擋風玻璃上，駕駛者看到的車速、路線、交通狀況等信息與路面、建筑等自然環(huán)境融為一體，通過AR交互大幅度提升了汽車駕駛體驗。

AR購物。2017年，萬事達聯合高通等公司推出了一個新的購物系統，并集成了增強現實與生物識別技術來提升其購物體驗和安全性。

智能家居。2014年，谷歌斥資32億收購家居設備公司Nset，蘋果發(fā)布智能家居平臺Homekit，大量家電企業(yè)、互聯網企業(yè)涌入其中。目前，交互展示屏、視頻墻已較為普及，數字交互的媒體技術已經非常成熟，可以實現在家中與窗戶等玻璃制品進行交互、AR條件下進行家居的擺放布置。下一步就是3D投影與AR技術的結合，投入到智能家居場景[2]。

5 項目預計可實現的目標

MR是虛擬現實技術的進一步發(fā)展，該技術通過在虛擬環(huán)境中引入現實場景信息，在虛擬世界、現實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。

此項目的重點在于利用MR的混合顯示功能，將用戶所在空間變成的信息提升一個維度，信息顯示不再依賴于顯示器或者平面，空間中的任何位置都可以用于顯示信息，充分解決了辦公或生活中空間利用率低，信息顯示范圍有限而限制工作效率的問題。

參考文獻

[1] 羅偉，王燕一，侯霞，等.混合現實技術常見應用場景[J].2016，12：23-24.

[2] 安德魯·布拉夫.造物 交互 一個混合現實的社交玩耍空間[J].2019，6：121-122.