陶铭楠（长春建筑学院文化创意产业学院）

■ AR技术的来历与前景

AR就是增强现实技术，也被叫做扩增现实。在设备上输入预设的图片、模型和空间位置数据，通过摄像头采集图像或者地形数据，指南针采集方向信息，陀螺仪确定水平角度，如果摄像头扫描到预设对象并成功识别，就会在移动设备硬件上计算扫描对象的角度与空间位置，将预设的模型相叠加显示在设备屏幕上。

任何事物在发展初期都是不成熟的，1990年AR出现，到现在，我们依然在不断完善以求完美。目前的AR技术还不算太成熟，物体的跟踪存在延迟和误差，在我看来AR技术还有很大的提升空间。但就目前来说AR技术的出现为我们带来一个全新的生活方式，一个额外的选择。

不仅图像，甚至声音，味道，嗅觉，触觉等信息都可以录入计算机，由计算机转码，连接到人体的感觉接收器官上，放大人体对周围环境的感知。

完美的AR技术可以将现实场景和虚拟3d影像无缝叠加，让人无法从肉眼或感官上分辨出其中的违和之处。

任何好的技术首先应用的是军队，虽然现在世界大体保持和平状态，但不能排除战争的可能，AR技术可用于军队训练或战场辅助，前者训练时不需要弹药、燃料，对场地要求低，可以为军队节省大量经费，不存在误伤、载具坠毁等突发情况，更加的安全。后者则可以进行敌我识别、任务指示、危险提醒等，让作战效率更高。

AR在教育方面也是可以胜任的，现在传统的板书（多媒体）教学让大部分学生容易犯困，而新颖的计算机（网课）教学模式让学生通常会把注意力分给其他的app或应用软件，无法把注意力集中在老师的课程上。这方面AR既可以保证板书（多媒体）教学的趣味性，同时屏蔽了计算机教学中其他软件的干扰。

相较于其他的游戏，AR游戏有着其他游戏无法相比的优势，不用佩戴沉重的VR眼镜，PC端游戏沉浸感极差，广阔的游戏空间和借由AR增强现实技术实现的多变的游戏场景，轻便的游戏设备，带给人的则是1+1＞2的杰出体验。

■ 现今AR科研的形势

由于新冠疫情原因，国内外经济形势并不友好，高科技产业的研发停滞不前，就像前车之鉴的VR虚拟现实技术一样，技术没有重大突破，产品沿用老旧技术，旧有的用户体验得不到增强，而居高不下的价格导致新增用户流量稀少，这就导致投资商的资金无法回笼，无法在科研上投入更多的资金，科研没有资金的后果就是技术更新产出困难。这是近似一个死循环的问题。新技术的研发并不是说有付出就有收获，更多时候则是投入的资金伴随着实验的失败一起付诸东流。

现在的AR产品并不是大多数人生活中的必需品，不习惯的人甚至会认为AR增强现实的虚拟成像会干扰到正常生活，只有技术成熟后，AR产品才会变成人们生活中不可或缺的一部分。

现在增强现实的制作门槛随着时间逐渐变低，制作程序的简化让越来越多的普通人，只需要找到一篇通俗易懂的教程，下载一个版本正确的unity3d，注册一个Easyar账号，然后按照教程的指引按部就班的去做，很轻易的就可以得到一个简单的ARexe文件，虽说非常简陋，但从技术角度来讲，普通人也可以自己制作自己的AR软件。

■ AR与VR的对比

AR技术和VR技术的区别：没有接触过AR和VR这两方面的人很容易将这两个概念搞混，但其实AR与VR是两种完全不同的东西。

AR（增强现实）：从字面理解就是通过外置设备增强我们对现实信息的接收。我们可以看到真实的东西，增强现实技术只是在我们的视网膜上添加了一些不存在于现实的虚拟事物，从而让我们对世界的感知不在受制于我们的感受器官。

VR（虚拟现实）：而虚拟现实则完全不同，这种技术是用3d影像完全替换了我们对外界的感知，让我们沉浸在由计算机生成的虚拟世界。

而这两种技术使用的设备也是完全不同，增强现实的设别外形更接近眼镜，对于成像没有太过苛刻的需求，非常轻便。而现在的虚拟现实的设备通常比较笨重，像是一个放大版的夜视仪，方方正正的比较沉重，和脸部贴合部分有橡胶圈，使用时需要紧贴面部防止漏光影响使用效果，镜片部分一般为圆形的凸透镜。

■ AR技术与长春的文化遗产

长春物质与非物质文化遗产是我们共同的财富，历史的沉淀让我们得以发现这些遗产中蕴藏的巨大价值。

千年以来，我们通过脚步丈量世界，用双眼去探索未知，用竹简和纸张去记录历史，近十几年来，我们的新媒体技术有了巨大的突破—AR技术。AR技术赋予我们足够大的空间用另一种方式去记录和保留历史。

曾几何时，我们只能通过老一辈人口中，老旧的照片上，一砖半瓦的残垣断壁上找到历史遗留的痕迹。而现在，通过AR技术，我们可以扫描图片或地形重温当年繁华的光景。

理想状态下，平时出行游览，AR技术集成在眼镜等可视穿戴设备上，通过联网读取数据库大量识别图片和模型，时刻扫描周围场景与地形，在佩戴者眼前呈现出一个和现实不一样的3d立体世界。通过扫描场景中的标志物来定位设备的位置与姿态，为佩戴者还原出历史中的场景或发生的事件。

■ 困难

以目前的硬件及网络水平，很难做到瞬时计算，即镜头扫描到预设图片，再到模型投放到显示屏幕上与预设图片组合，这中间有一个轻微的延迟。这种不协调带来的恶劣影响会在眼镜等可视穿戴设备上无限放大。例如，在街道上行走，眼镜上投放着周围的路标和广告，如果佩戴者突然因为某些事情转动头部，显示器上显示的模型就会由于计算延迟拉出残影，甚至摄像头捕捉失败导致成像消失。

因为摄像头需要时刻扫描周围影像，必须实时开启，当客户习惯了AR技术的虚拟成像，可能会造成一些很不好的结果。例如，输入密码时忽略了AR的存在，忘记关闭摄像头，很容易导致隐私泄露。需要庞大的数据库支撑，才能做到到处都有虚拟标识、讲解员、广告的程度。这些缺点导致当前AR的实用设备效果不尽如人意。

■ 好处

在现实中，当我们想要重温历史的脚步时，如果没有AR，我们只能在干巴巴的博物馆或者残破的废墟中游荡。

AR技术可以帮助我们节省大量的空间、人力资源等。带上AR可视移动设备，任何地方都可以是讲解牌、警示牌和标语。

有些人在游览历史遗迹的时候会觉得导游或讲解员很烦，无法在遗迹中随意行走，享受遗迹中人流稀少的偏僻道路。AR技术会为我们解决这个问题，扫描遗迹中随处可见的识别图和标语牌，可以生成一个呼之即来，挥之即去并且非常敬业的虚拟讲解员。既省去了人工成本，又避免游客嫌讲解员啰唆。

■ 关于设备

移动穿戴设备应具备摄像头、显示器、耳机、电池和一个WIFI接收器，并尽可能减轻重量以减少佩戴者的负担。

对于以眼镜为主体的设备，这些配件尤其是电池相对于鼻梁和耳根来说过于沉重。长时间佩戴会对耳根造成压迫导致发红疼痛。解决方法，WIFI发生器和电池可由数据线链接，外挂在使用者衣服上，减轻屏幕的重量。不过参观历史遗迹的大多是中老年人，很多人都佩戴有老花镜，眼镜型设备对于他们来说并不友好。

对于以耳机为主体的设备，显示器就会独立出来，变成一个非常脆弱的装置，实用成本过于高昂，这点在公共设施上是无法接受的。并且由于缺乏固定装置，导致耳机型设备在弯腰时可能会脱落。

与一般的移动显示终端不同，由于AR增强现实技术的侧重点在于让人们看到一个近乎现实的场景，所以AR的交互终端是很少有需要物理触碰的按钮的，为了让用户得到更真实的增强现实体验，人机之间的交互是非常重要的一环。以我们现有的交互模式可分为语音识别、手势交互、体感操作和视线捕捉。

就语音方面来讲，这种技术现在已经发展的越来越成熟，从之前的错漏百出，到现在已经可以正确地识别普通话，从微信的语音转文字功能可以片面地看到这方面的成果。不过在背景噪音杂乱的地方，干扰很强，语音输入还远远达不到操作AR的程度。

对于手势操作这种技术，用户可以通过点击、拖动、拉拽等来操控半空中悬浮的三维影像和UHD界面，像微软、谷歌等许多家公司的AR眼镜产品都在使用这项技术，这可能是语音识别技术没有得到突破前最好的操作方式。

视线捕捉则是通过摄像头来感知和计算用户的眼球角度，从而计算出用户视线方向，增强用户视线方向上的虚拟成像，使得用户的人机交互使用体验得到增强。

至于体感操作，这个可以理解为大部分AR识别技术的一个总成集合，包括但不限于3d脸部识别、面部表情识别、物体追踪、语音识别、手势识别等。

系统小型化，增加单位体积电池的电容量，增强硬件运算速度，降低开发门槛，降低硬件与软件成本等问题依然是横在AR增强现实设备大范围普及面前的天堑。

■ 总结

不论如何，增强现实技术会对我们未来的生活方式造成巨大的改变。如果驻足不前，不进步，不接受新事物，就会被世界抛弃。幸运的是这种改变终归大部分是好的，行动方便，节省经费，增强效率……随着技术不断完善，用户体验不断增加，广大群众的接受程度也会上升，这大概是未来的趋势。