AR技术的应用及发展前景

张冰 李子祥 李子成

一、什么是AR技术

1.AR增强现实技术的概述

增强现实（Augmented Reality，简称AR），是一种实时计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技木的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

增强现实，是一个近年来新兴的热门研究领域。对于增强现实的定义，在看过诸多的描述后，得出一个综合的表述：增强现实能够将图形，视频音频甚至触觉感知等虚拟的事物，信息叠加到人们能真实感受到的环境中，让用户通过某种设备或者途径，看到结合后的景象，同时，让使用者能够与虚拟事物和信息进行一定的交互。虛拟的事物和信息，作为现实场景的一个补充，达到使现实增强的效果。通俗来说，就是利用计算机，在显示实际场景时，添加一些有计算机生成的东西，使人们能更生动直观的去感受一些事物。

二、AR技术各行业的应用

1.交通行业

GPS导航：将导航直接叠加在视野中，直接看向前方，避免了由于低头看手机或汽车导航造成事故的危险。防止撞击：不论是使用自动驾驶车辆还是AR辅助驾驶，计算机视觉对潜在危险的检测和反应都比人类更加迅速。危险标记：司机或乘客对危险或需要减速的路况进行标记，其他的AR用户也可以获得提醒，以此减少事故的发生。事故记录和分析：AR用户可以从自己的视角进行记录，为确定事故原因提供更多的证据。

2.教育行业

书籍：在虚拟屏幕上可以看到弹出的数字、相关信息的链接、词汇的定义等，以数字化的方式获取知识。物体建模：增强现实也可以用于建模，使学习者可以设想给定物体在不同设置中的外观。模型可以快速生成、操纵和旋转，学生可以立即收到相关的视觉反馈。课堂教学的改进：AR课程资料能够让学生深入地了解课题。教师可以在线提问学生，直接看到他们给出的答案，学生可以远程参加学习小组完成作业。教师可以看到哪位学生没有加入，从而进一步给予关注。化学实验课也不必再担心化学药品可能造成的危险。天文：抬头仰望夜空，就能识别行星、恒星、星座以及各种各样的天体。职业培训：学员可以通过AR指令和远程监控，快速掌握工作技能。

3.医疗行业

手术助手：在手术中识别器官和组织，并获得指令，可以站在医生视角观察，也可以是基于知识库的应用学习。药物识别：帮助医务工作者正确地分辨药物，即使他们没有受过训练也可以完成。简化了对药剂师和医生的要求，减少了药物管理和处方过程中可能发生的错误。静脉插入：让医务工作者能更容易找到静脉并进行注射，增加一次插入成功的几率。症状检查：让患者根据医疗数据库的信息检查自己的症状，并与医生实时交流信息。给医生更多机会：AR能够帮助缺乏临床经验的医务工作者提升能力，例如远程医生可以通过第一人称视角来给予协助，让医生们可以不受位置和专业知识范围的限制，工作更加灵活。交流意见：与其他医生更快速简捷地进行合作，例如各位医生一起X光片，相互分享观点，讨论结果。

4.军事行业

秘密情报传递：特工可以用AR标示出特定的目标，只对特定的人可见，提高安全性。友军甄别：大范围的AR覆盖分辨出友军和平民，用不同颜色或记号标记出友军和平民、敌军和敌军车辆，将伤亡降到最低。增强飞行员视觉：识别目标，避免障碍，导航，提高目标精度。炸弹检测：用AR进行炸弹检测扫描，接收反馈信息，标记出炸弹位置，避免危险。状态显示：显示剩余的弹药、食物和水、个人和整个队伍的健康状况，任务细节以及其他关键信息。

5.购物行业

服装购买：不出家门就能试穿服装。通过AR技术将服装叠加到自己身上。个人风格：尝试不同的发型与妆容。身体改变：在自己身上查看纹身、穿孔以及整形的效果。甚至还能看到自己减肥、增肥以及锻炼出一身肌肉的效果，甚至还能看到自己减龄与增龄的样子。家具购买：将家具以AR的形式摆放到你家的具体位置并查看效果。生活小物品购买：创建购物目标，如营养品、优惠券兑换、食谱等，然后通过AR系统来提示需要购买的物品及其所在位置。

三、AR技术的发展前景

近年来，随着光学、微电子、图像、计算机和人工智能等技术的不断进步，从能够营造梦幻般舞台效果的全息投影技术，到已经走入人们日常生活的虚拟现实头盔，3D成像与显示技术迎来了全新的发展机遇。虚拟现实和增强现实（VR/AR）热潮近年来接连在全球范围内引爆。目前，VR/AR技术已成功应用于广告传媒、教育培训、房地产、工业生产、医疗服务、文化旅游、互动娱乐等领域，并为行业带来新的发展机遇和升级机会。随着各大行业对VR虚拟现实技术的重视，相关的行业应用系统应运而生，成为行业推进数字化建设的重要手段之一。VR行业应用系统能够适应不同平台使用，无论是计算机电脑用键盘控制，还是直接戴上VR头盔用VR手柄进行控制，虚拟现实都给人们带来了全新的操作体验和视觉冲击。

据悉，VR、AR等新兴技术产业发展被列入“十三五”规划，具有重要意义，将大力推动涵盖上下游的整个产业链发展，有利于VR、AR技术的普及，以及与各行业的融合发展，有望形成“VR+”“AR+”的新趋势。对于国内市场，2016年国内VR市场规将达到56.60亿人民币，2020年市场规模预计超过556.30亿人民币;中国AR市场规模也将持续上升，2016年市场规模约为33.90亿人民，预计2020年可增至1，187.70亿人民币。

在未来，AR会渗透改变市场营销行业。因为移动AR设备技术十分成熟，使用AR技术，虚拟试衣，虚拟试家具等。消费者可以用AR了解商品中的更多详细信息。想象一下，未来品牌标志不仅是放在广告牌上或者网站上，而是可以放在物理世界的任何地方，可以在消费者面前有更多的曝光。

四、结束语

人工智能、大数据分析与虚拟教育（VR 教育）被称为影响未来的三大科技创新方向。未来的虚拟现实和AR技术将结合更多高新科技元素如人工智能、云计算、大数据和移动技术等，而随着虚拟现实和AR技术的发展，其在各个领域的发展前景也将会越来越广阔。虚拟现实和AR技术带给我们的不仅仅是一个技术平台或工具，更会孕育出一种新型的科技平台。

本文为桂林航天工业学院2020年大学生创新创业训练计划项目《AR形象助手》（202011825128）成果。