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MR技术前景探究:混合现实(MR)的数字化前景
最近几年混合现实技术在众多领域得到了关注和使用。玖兆投资认为从目前来看,混合现实技术的产业链已经接近成熟,从硬件到软件包括网络基础设施都能够满足混合现实技术产业化应用的需求。同时,MR技术的应用主要在于解决人际间的复杂协作。相比虚拟现实应用于游戏领域,MR技术的产业化拥有更大的发展空间,且将为社会带来巨大的价值。
混合现实技术(MR)是虚拟现实技术的进一步发展,该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息,在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路,以增强用户体验的真实感。
混合现实(MR)的实现需要在一个能与现实世界各事物相互交互的环境中。如果一切事物都是虚拟的那就是VR的领域了。如果展现出来的虚拟信息只能简单叠加在现实事物上,那就是AR。MR的关键点就是与现实世界进行交互和信息的及时获取。
MR与AR、VR、CR有什么区别?
VR:你看到的一切都是假象
VR =Virtual Reality = 虚拟现实。
VR是纯虚拟场景,即看到的场景和人物全是假象,把人的视觉和意识带入一个虚拟的世界。本质上,虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,例如《黑客帝国》、《盗梦空间》就是VR类影片的代表作。
AR:你能分清哪个是真的、哪个是假的
AR =Augmented Reality = 增强现实。
AR是真实世界和数字化信息的融合,它把虚拟的信息带入到现实世界中。人们看到的场景和人物一部分是真一部分是假,能区分虚拟物体和真实物体。
AR增强现实的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动,一般都要通过手机或Pad。用更简单的说法是,AR视频就是使用手机或Pad识别一张图片,可以看到视频。
MR:你已经分不清哪个是真哪个是假
MR =Mix Reality = 混合现实。
它是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境,虚拟物理和真实物体很难被区分。在新的可视化环境里物理和数字对象共存,并实时互动。
MR技术结合了VR与AR的优势,能够更好地将AR技术体现出来。根据Steve Mann的理论,智能硬件最后都会从AR技术逐步向MR技术过渡。“MR和AR的区别在于MR通过一个摄像头让你看到裸眼都看不到的现实,AR只管叠加虚拟环境而不管现实本身。”
MR技术的研究范畴
MR技术的研究范畴可以分为四大块:第一是硬件,第二是内容创作,第三是交互技术,第四是具体的应用。
MR技术的应用范畴
01.重大装备和设施的设计模拟认证一体化
MR技术的第一个应用,是重大装备和设施的设计、模拟、认证的一体化。比如设计一架战斗机的实物样机,通过样机的测试、评价、修正、再设计,不断的循环。一架战斗机原本需要做很多的实物样机,如何在工业阶段之前,做虚拟样机,做模拟,从而减少实物样机。比如,某个型号战斗机的模拟虚拟机,可以攻击,可以着陆。
02.虚拟训练和现实训练相结合
MR技术的第二个应用,是虚拟训练和现实训练相结合,比如先在模拟机上面学车,然后再驾驶真实的驾校车辆。以及一个重要的应用——军事应用。中国军方向来注重利用高新技术赢得优势,数年前也开始启动增强现实(混合现实)技术的军事应用研发。影创科技是中国本土MR智能眼镜最领先的研发生产企业,已经获得中央军委总装备部的委托,从事全军增强现实系统的研发工作。相信配备增强现实(混合现实)系统的中国军队必将走到世界前列,在国际舞台上书写更加精彩的篇章,为中国梦强军梦提供更加坚实的支撑。
03.信息的透明及精准的服务
MR技术的第三个应用,是信息的透明、精准的服务。可以把数据库的信息跟实物对象进行无缝的关联。比如:西门子公司把数字化工厂里面所有虚拟现实合在一起,比如阀门如果是装反的,数字模型实际上矫正很多设计上的错误。比如:在市政管理中,维修工头盔上戴着Pad,可以把路面地下管网直接显示在你的眼前,实现狭窄管道的穿透显示,既绕过了遮挡物,又降低了地下施工的危险性。
还有一种创新的购物方式也利用混合现实技术、人工智能,通过可穿戴设备,将商品信息、生活信息、全息服务信息一一展示在消费者面前。据说淘宝内部关于MR产品的研发启动于年初,并选择微软作为MR项目的合作伙伴。大概在今年3、4月份的时候淘宝向微软发出了邀请,寻找硬件供应商的支持,微软方面很快进行了回复,双方在5、6月份开始了方案的底层共建。淘宝方面主要负责淘宝买啊的“端到端”产品设计,打通MR搜索、MR下单、MR展示、MR互动等一系列环节,并且整合阿里电商体系的海量商品数据;而微软则提供高质量的MR基础设施,包括提供硬件设备HoloLens。在研发的过程中微软也碰到了之前从来没有遇到的挑战,比如说大空间的定位,多人同时定位等。
(2016年10月,微软推出“黑科技”Holoportation,其功能是将某人的3D全息图像实时传送至其他地方,并能够实现实时互动。)
04.医疗领域
MR技术的第四个应用也是最重要的应用,就是在医疗领域 的应用。辅助诊疗例如实现超声成像与人的视域内真实图像的融合显示:
还有心理健康疾病的辅助治疗。心理健康疾病包括抑郁、焦虑、毒瘾、恐惧(恐高、恐飞等)。有大量的游戏专门用来治疗各种心理疾病。比如恐高症,可以专门设置一个虚拟的环境让你去玩,不断刺激大脑,逐渐适应这样一个高度,当你戴这个头盔的时候,沉浸式是非常强的。
还有疼痛管理,通过注意力分散疗法,降低严重皮肤烧伤患者的疼痛感知。华盛顿大学开发一个VR视频游戏SnowWorld,让患者拿雪球扔企鹅,聆听Paul Simon的歌曲。
创伤后应激障碍(PTSD)治疗:约1/6参加伊拉克战争的退伍军人患有忧虑症、PTSD。微软开发出一款基于X-BOX的全能战士游戏模拟伊拉克战争场景,在安全可控的实验条件下,回忆遇到的创伤事件,学习如何处理此类事件。
诊疗教育与训练也是很重要的一个应用领域。传统医学训练有两个弊端:一是医生通常在前几个手术时更容易犯错,二是缺乏医学训练的载体。
虚拟模拟训练,可以随意重复,不会造成伤害;器官可绘制成透明,模拟心脏等运动;可模拟身体的功能,检测手术是否切割到血管等,提供逼真的环境。
微软HoloLens有一个合作项目,培训让学生去学习解剖学等信息量很大的内容。除了教学部分,还有操作部分。比如:结肠镜检查模拟、上消化道内镜检查模拟、腹腔镜检查模拟。医学模拟最大的难题是生理模型,比如器官软组织等。蒙特利尔大学开发了骨科手术的模拟训练系统,可以让学生学习把这个手术做好。
目前来看MR混合现实的软硬件家数及基础设施已经具备,且拥有巨大的市场潜力,行业正处于大规模产业化的初期阶段。有研究机构预估到2020年,全球头戴虚拟现实设备年销量将达4000万台左右,市场规模约400亿元,加上内容服务和企业级应用,市场容量超过千亿元。
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