王 崴，李恒威，刘海平，瞿 珏，邱 盎

(空军工程大学 防空反导学院， 西安 710051)

1 引言

混合现实(mixed reality，MR)技术提供了一种真实世界和虚拟世界的融合环境，其最终目标是实现虚拟信息与现实世界的完美融合和实时交互，作为辅助技术，提高用户的任务认知能力和态势感知能力，是虚拟现实(virtual reality，VR)技术和增强现实(augmented reality，AR)技术的进一步融合发展。1966年，Ivan Sutherland发明了世界上第一个头盔显示器，并在2年之后创建了第一个增强现实系统，同时也是第一个虚拟现实系统[1]。但是由于技术条件的限制，该系统只能融合显示简单的线框模型，用户体验不佳。随着计算机图形学、机器视觉等关键技术的不断进步，MR硬件设备和软件系统持续改善。2015年问世的微软HoloLens，带来了全新的混合现实体验。

混合现实可以看作Steve Mann提出的介导现实(mediated reality)概念的一个真子集。本文采用的是米尔格拉姆[2](Paul Milgram)于1994年在论文《混合现实视觉显示的分类》中提出的处于真实与虚拟之间的“真实-虚拟连续体”(reality-virtuality continuum)的定义，如图1所示。

图1 真实-虚拟连续体示意图Fig.1 Reality-virtuality continuum

目前，MR的概念并没有明确边界，MR较AR/VR拥有更加广泛的概念内涵[3]。Ronald T.Azuma提出了AR的3个基本特征[4-5]：虚实结合，实时交互，和三维注册。AR并不具备环境感知能力，是对现实的补充，而不是完全取代它[6]。AR无法产生虚拟信息和真实环境的混合体验，特别是对遮挡的处理，同时虚拟信息与真实环境不存在交互。VR是通过计算机的三维仿真技术，向使用者提供关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟[7]。VR具备沉浸感(immersion)、交互性(interaction)、想象力(imagination)3个基本特征[8]。……