增强现实的概念及应用（连载2）

增强现实的概念及应用（连载1）

由于智能手机的普及，诞生于上个世纪70、80年代的增强现实（Augmented Reality，以下简称AR）技术突然在近年开始火爆。就目前来看，智能手机上的AR其实并没有太多的优秀应用，除了Layer 之外，很难再说出其他出色的智能手机AR应用。

今天，
36氪 就带着大家一起来看看在各个领域过去的一些成熟的AR应用，希望能对创业的朋友有帮助。

娱乐应用

在娱乐领域，目前增强现实比较著名的应用就数Microsoft Kinect了。这种类似的设备最早出现在1994年的国际图形年会SIGGRAPH上，当时有多个参展方展出了‘虚拟盒子’，盒子中实时的将真实的演员和虚拟的背景结合起来并且在3D中显示。演员们站在很大的蓝色屏幕前，由一个电脑控制的移动摄像头进行拍摄。

由于摄像头的位置被记录下来了，并且演员的位置也是知道的，所以把演员自然的融入到3D虚拟背景中就成为可能。例如，演员要站在一个虚拟的圆环中的话，那这个虚拟圆环的前半部分就会遮住演员，而圆环的后半部分则被演员遮住。娱乐产业把这视为节约成本的一种方法：因为制造和储存虚拟的物体总是要比制造一个实实在在的家伙便宜的多。MIT Media Lab的
ALIVE项目就旨在自动生成虚拟环境，环境中还要有虚拟的智能生物能对人们的动作做出反应。

图6：1994年国际图形年会SIGGRAPH

位于加拿大蒙特利尔市的麦吉尔大学（
McGill University）的研究人员们最近开发出一种很神奇的地板砖，这些地板砖可以模仿沙地、雪地、草地的环境（包括视觉、听觉、感觉等），效果如图7所示。这些地砖可能被用于一些增强实境的应用，包括电话会议、远程培训、远程医疗等等。

这个地砖系统是由虚浮在一个平台上的一些可变形的盘子组成。在盘子和平台之间有很多的用于感应用户脚部力量的传感器。这些盘子可以震动，以模拟步入不同环境中的感觉。还有一个从上到下的投影与一个扬声器，用于给出视觉与听觉的反馈。

麦吉尔大学智能机器研究中心的研究员
Yon Visell（同时是本论文的第一作者）说，‘这些地砖既可以用于人机互动，也可以用于沉浸式的虚拟实境中’。

这个地砖系统还能被用作一个巨型的由脚控制的触摸屏，例如，可以用作一种导航投射在建筑物大厅或者公共广场的巨型地图的方法。同时还能被用于游戏和娱乐之中，增加人机之间的互动性。

图7：地砖系统

医疗应用

医生们如今可以使用AR技术作为外科手术的可视化和培训设备。使用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging）、计算机断层扫描（Computed Tomography scans）、超声波图像诊断（ultrasound imaging）等非侵入式传感器，我们已经可以实时的收集到一个病人的三维影像数据集。这些数据集可以实时得到渲染，并和病人实体进行结合。在效果上来看，这会让医生得到病人体内的‘体内X射线视图’。在最低创伤外科手术（小刀口或者不需要刀口的手术，从而减小创伤）中，这将变得尤其有用。因为在一般的最低创伤外科手术中，医生很难看到病人体内的状况，这使得手术变得尤其困难。AR技术却能在这时提供体内视图，而完全不需要刀口。

AR当然也可以在外科病房中的日常的可视化任务上发挥作用。外科医生可以使用裸眼，发现一些他们单独在MRI或者CT中无法看到的病人生理特征。AR可以让外科医生们同时得到这两种视图。这样的视图还能用于执行一些精准操作，例如，在外科头部手术中显示在头盖骨的哪里钻孔，或者对一个小肿瘤执行穿刺活检。从非侵入式传感器得到的信息，将和病人实体结合并显示出来，精准的告诉医生从哪里开始他的手术。

AR在培训中也可以很好的得到运用。虚拟说明可以直接告诉一个新手外科医生详细的操作步骤，而不需要把视线从病人身上移开，去查阅手册。虚拟物体可以用于帮助分辨器官，指定具体的位置从而避免误操作。

许多的项目正在对这个运用领域进行开发。在北卡大学UNC教堂山分校，一个研究团队使用超声波传感器扫描了一个孕妇的子宫，生成子宫中胎儿的3D影像，并在一个透视HMD中显示（图8）。他们的目标是让医生能看到躺在妈妈子宫里面的运动着的婴儿，也就是制造一个‘3D听诊器’。而最近的应用则是用于一个乳房肿瘤的穿刺活检。图9显示了这个穿刺活检的肿瘤的模型，图中的虚拟物体就是肿瘤的具体位置，从而指引针的走向。另外还有很多的研究团队也在努力将MRI和CT的影像数据和病人身体直接结合，包括麻省理工学院MIT AI LAB，通用电气General Electric以及其他。

图8: 在孕妇子宫里面的虚拟婴儿影像"

图9: 胸部肿瘤的针刺活检模型，3D影像用于指引针的插入

继续阅读：增强现实的概念及应用（连载3）