用手機實現(xiàn)頗具創(chuàng)意的“增強現(xiàn)實版”的芬蘭之旅

第41屆世界博覽會上，芬蘭館利用諾基亞N900手機為游客們提供了一次頗具創(chuàng)意的“增強現(xiàn)實版”的芬蘭之旅——當參觀者將諾基亞N900的相機鏡頭對準場館內(nèi)的圖標時，虛擬導游Aino就會在終端屏幕上出現(xiàn)。Aino會在鏡頭里為游客逐一介紹芬蘭的著名風物，使游客宛如觀看了一場神奇的“科技魔術(shù)”。

2 0 0 9 年11月，Yo uTu b e 上有一段T E D(Technology、Entertainment和Design三個單詞的首字母縮寫 )India的現(xiàn)場視頻，這讓一個名叫Pranav Mistry的年輕人引起了全世界的關(guān)注。早在2009年3月，Pranav Mistry在TED的一次年度會議上就已經(jīng)展示了他的第六感(Sixth Sense)的發(fā)明，而且媒體和CNN稍后也對他的發(fā)明作了全方位的報道。但直到這次視頻演示才讓他和他的發(fā)明名聲大噪。Pranav Mistry和他的第六感的發(fā)明為我們展示了一個充滿科技感和夢幻感的現(xiàn)實世界和虛擬世界高度融合互動的未來。

Pranav Mistry 1981年出生在印度，年僅6歲時智商便已經(jīng)高達176。他是麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)的博士候選人及研究助理，為穿戴式姿勢感應(yīng)界面的主要研發(fā)人員。在TEDIndia的演講中，Pranav Mistry展示了他的很多發(fā)明，如可以將寫在便利貼上的內(nèi)容同步到計算機的數(shù)字便利貼上、畫3D效果的筆、只需通過動作識別而不必輸入關(guān)鍵詞的實體世界的Google地圖等。第六感的目的是為我們找到一扇溝通的門，可以在數(shù)字虛擬世界像在現(xiàn)實生活中一樣進行溝通。從演示的效果來看，他的發(fā)明的確已經(jīng)可以把人類的觸覺和視覺擴展到虛擬的數(shù)字世界。Pranav Mistry在演講中聲稱，“把資訊融入日常用品當中，不僅能消除我們與數(shù)字世界的隔閡和實體與虛擬之間的距離，就某方面而言，也會幫助我們保持原有的人性，與實體世界更加貼近，而且還可以幫助我們避免成為坐在機器面前的機器。”

1997年，北卡羅來納大學的羅納德(Ronald T. Azuma)在其論文《增強現(xiàn)實概覽》(A Survey of Augmented Reality)中為增強現(xiàn)實提出了三方面的要求：現(xiàn)實與虛擬的結(jié)合、實時互動和三維注冊。

所謂增強現(xiàn)實是一種結(jié)合虛擬化技術(shù)后觀察世界的方式。它可以為我們提供現(xiàn)實中無法直接獲知的信息，從更深層面上來看，種種信息實際上又讓每個人眼中的世界更加多樣。同一座大樓在我們每個個體的眼中會披上完全不同的“信息外套”，個體可以通過主觀的意愿來讓客觀存在的大樓變成他所需要的“被信息化”后的實體大樓。

以新光天地為例，想要尋找美食的個體可以通過增強現(xiàn)實讓新光天地變成只標注了餐館信息的大樓;想要購物的個體同時可以把新光天地變成只標注了購物信息的大樓。三維注冊(Registered in 3-D)是實現(xiàn)增強現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通俗來講就是如何把需要信息化的現(xiàn)實環(huán)境與虛擬環(huán)境結(jié)合起來。

在那段僅長18分鐘的視頻里，P r a n a vMistry一步一步地為我們揭開了他是如何將現(xiàn)實環(huán)境與虛擬環(huán)境結(jié)合起來的。首先，他從機械鼠標內(nèi)部的兩個用來定位滾球活動的軸那里得到了靈感，把交叉的2個軸拓展到4個平行的軸，并固定在手背上。當手部有動作的時候，4個軸通過自身的轉(zhuǎn)動來記錄手部動作，并把這些記錄的信息以計算機可以理解的方式反饋給計算機，并讓計算機實時再現(xiàn)手部的動作，這就是比較簡單的動作捕捉系統(tǒng)。有了機械的動作捕捉系統(tǒng)，我們的動作就變成了計算機可以理解的數(shù)字形式。

接下來，通過頭戴式攝像機和纏上不同顏色膠帶的手指，Pranav Mistry為我們展示了攝像機是如何通過顏色來區(qū)別并記錄到每個手指的不同動作軌跡并能夠在計算機內(nèi)部再現(xiàn)的。

最后，通過記錄手指在紙上不同動作的聲音，Pranav Mistry把音頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字讓計算機了解手指的動作。不同的動作代表不同的需求，有的動作代表主體要觀看視頻，有的動作代表主體要進行視頻游戲。結(jié)合前面攝像頭的跟蹤定位功能并通過頭戴式投影設(shè)備，他實現(xiàn)了在一張白紙上觀看電影《飛屋旅行記》和進行賽車游戲的演示。

通過展示，Pranav Mistry恰好為我們提供了基于硬件的、如何連接現(xiàn)實環(huán)境和虛擬環(huán)境的四種方式：機械式跟蹤、光學式跟蹤、超聲波式跟蹤和電磁式跟蹤。也許隨著人類科技水平的提高會出現(xiàn)新的方式，但就目前來說，這四種方式完全可以把人類的感覺和虛擬世界結(jié)合起來，科學家在論文中提到的增強現(xiàn)實已經(jīng)不再是一個烏托邦式的夢想了。

目前，在社會生活中，增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)運用到很多專業(yè)領(lǐng)域。例如利用病人的三維影像數(shù)據(jù)集，醫(yī)生便可以結(jié)合病人的實體進行診斷和治療;在復(fù)雜機械的裝配、維護和維修上，通過懸浮在真實器械表面的3D虛擬指令，操作人員可以了解每一步該做什么和怎么做;當我們指向任何一個物體的時候都可以獲得公共信息或者根據(jù)自己的要求得到某些私人的信息;在娛樂業(yè)中，色鍵(俗稱藍幕或綠幕)早已得到廣泛的利用，它讓演員在一塊巨大的藍色或者綠色的幕布空間內(nèi)表演，通過后期制作把虛擬的布景和人物與演員的表演結(jié)合起來，這不僅可以有效降低成本，而且可以把虛擬世界和現(xiàn)實世界完美地結(jié)合在一起。去年的3D大作《阿凡達》所展現(xiàn)的3D虛擬世界和演員實體的融合與互動就是這一技術(shù)的最好展現(xiàn)。

在視頻中，Pranav Mistry為我們展現(xiàn)的一切都讓我們驚訝不已，但是這些都建立在他那一身可穿著的設(shè)備上—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、攝像頭、投影儀等。只有這些設(shè)備統(tǒng)統(tǒng)穿戴在個體身上，才能達到視頻中所展示的效果?，F(xiàn)在，增強現(xiàn)實技術(shù)在普通人日常生活中的應(yīng)用正處在方興未艾的階段，而我們認為，在日常生活中的應(yīng)用才是這一技術(shù)獲得發(fā)展的最大動力。

在我們?nèi)粘Ｋ褂玫脑O(shè)備終端中，似乎只有智能手持設(shè)備可以最快達到實現(xiàn)增強現(xiàn)實技術(shù)所需要的基本要求：智能手持設(shè)備的后攝像頭可以作為光學跟蹤設(shè)備，麥克風可以作為音頻跟蹤設(shè)備，屏幕可以作為投影后的顯示設(shè)備，操作系統(tǒng)可以作為程序運行的平臺，而訪問網(wǎng)絡(luò)的能力可以訪問遠程主機，以作為數(shù)據(jù)庫來使用。

目前蘋果公司推出的iPho n e和谷歌公司Android系統(tǒng)的手持設(shè)備都擁有了部分可以實現(xiàn)增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。Layar公司開發(fā)了一款名為Reality Browser的應(yīng)用早已登錄了iPhone和Android平臺，它的宣傳語是：一款可以為你提供你所看不到的東西的、美麗而有趣的增強現(xiàn)實的應(yīng)用 。

打開Reality Browser，將手機攝像頭對準任何位置固定的物體，如建筑物、馬路、橋、商店和景色等，就能在手機的屏幕上疊加出現(xiàn)與畫面上物體(位置)相關(guān)的現(xiàn)實數(shù)據(jù)，如與你的相對距離，建筑物的介紹、周邊的房屋出租、酒店介紹及價格等信息。不過這些由第三方提供的信息都不是直接全部顯示在手機屏幕上的，而是有序地以Tag和Icon的形式疊加在屏幕上，用戶感興趣時可以點擊Tag和Icon了解詳情，也可以在設(shè)置時過濾掉你不喜歡的疊加信息。這里第三方信息的提供者就獲得了賺取利潤的機會，同時網(wǎng)絡(luò)運營商也可以通過網(wǎng)絡(luò)流量來營利。

Shazam是另外一款在iPhone和Android上都取得巨大成功的音樂識別應(yīng)用。當你聽到一段十分喜歡的音樂而又對這首音樂一無所知的時候，讓Shazam聽聽你正在聽的歌曲，然后它會把采集到的音樂樣本送到數(shù)據(jù)庫進行“搜索”，并把找到的結(jié)果反饋給你，除了音樂的專輯、藝術(shù)家、名稱等詳情之外，還提供Amzaon和YouTube的相關(guān)鏈接，方便你從Amazon購買、下載或登錄YouTube觀看視頻。

運營商可以開發(fā)類似的音樂識別軟件，提供目前國內(nèi)受歡迎的“彩鈴”下載和音樂專輯的購買信息，并以GPS導航的功能和前文提到的標記備注的方式展現(xiàn)在手持設(shè)備的屏幕上，這對于商家、運營商和消費者來說是一個三贏的局面。

增強現(xiàn)實技術(shù)民用的大門已經(jīng)打開，手持移動設(shè)備的硬件配置飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)運營商也已經(jīng)商用了3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，我們有理由相信，增強現(xiàn)實也許有一天會比現(xiàn)實更加美好，也更加真實。