武汉大学原校长、中国工程院院士刘经南表示，增强现实技术将成为智能手机的标准配置，成为公众的投资热点，成为新的经济增长点。

 
刘经南认为增强现实技术将成为智能手机的标准配置

他认为，增强现实面对政府行业、企业和公众的不同要求，进行动态不同场景的表达方式，将会形成硬件到软件等等相当长的产业链。“它会提供大量的创新创意的空间，增强现实的应有，将是又一个实现智能化的一个新的机遇。”

同时，他表示，增强现实技术面临很多挑战，增强现实将成为智能手机的标配，所以下一代手机必须进行升级换代，才能加强增强现实的应用普及，比如高精度头像配置，实时定位跟踪，所以位置、数据与物理实体的融合，将促进新的测绘标准和研究的诞生，越来越逼真的3D显示技术将是研究的前沿，将带动光学、信息科学和认知科学的发展。

刘经南认为，增强现实是最近几年发展得非常快的一个技术，以他智能手机上的增强现实的立体全景摄影图为例，一般手机摄像机不可能有这么大的市场，它是通过现实和虚拟组合在一起的，左边是现实的房子，右边棕色的房子是虚拟的现实，把它叠加到现实的场景上，而且在这个图上还有很多标记，记出了一些肉眼暂时看不到的信息，这样一种把虚拟场景和现实场景叠加在一起的技术，而且实现是一种无缝的拼接，坐标系等等严格的拼接，这个就叫做增强现实。我将分几个方面来给大家讲，它的概念、发展、关键技术、医用以及带来的机遇和挑战。

增强现实有不同的定义，有一种说是实时的计算机、摄影机影像位置及其角度，并加上相应的图像技术，这种技术的目标是在屏幕上，在虚拟的世界套在现实世界，并进行互动，这是维基百科定义的，另外一个定义是百度增强现实是一个时间空间范围内很难体验到的实体信息，包括声音、味道、触觉到，通过科学技术模拟方针以后，再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，这是两个不同的定义，我认为第二个定义更准确一些，通过计算机使用将感官信息，包括声音、触觉等等以及导航定位信息技术直接间接的投射到现实世界环境，增强现实的目标是通过仿真等多种信息，增强对当前现实的感知并与之互动，而虚拟现实现在要把现实世界和虚拟世界拼在一起，但是虚拟现实主要是讲现实世界用纯粹的模拟仿真的计算机产品来替代。所以右边这个图是虚拟现实，而左边这个智能手机所看到的是在摄影机上面和其他虚拟的东西叠加在一起的，它是一种增强现实。

根据这样一个定义，我们说增强现实包括三个方面，第一个是虚拟和现实的结合，比如说这个手上就有一个人在打棒球，实际上是一个书上的一个内容，它通过三维投影或者全息显示可以在自己的实体看得出来。第二个是实时互动，也就是说我们人或者物与环境的互动，我们的手势互动，这个女孩在摄像机里面和远程的一个商店在试衣服，就是实际和虚拟的衣服，在那里挑衣服，这是将来电子商务非常需要的东西。第三个就是把真实和虚拟的全方位、无缝的拼接起来，另外增强现实实际上是现实世界与虚拟世界的连续统一，无缝连接和信息深度服务。所以它是现实世界到虚拟世界的无缝连接，之间它的深度和在一起，可以从1%到100%，这样一个联系的来融合，实现混合现实的技术。

那么这样一个实现虚拟场景和真实场景的叠加一般的流程，就是把虚拟场景和真实场景进行融合，我们形成一个这个人好象坐在地球旁边在玩儿地球，他的手上就有传感器，他一摸这个地球就会转，他要指到那里，地球就到那里，然后告诉那个地方发生了什么事件，这是现在做气象预报增强现实的一种方式。

增强现实的价值在于能为我们提供现实中无法直接获取的信息，这些信息让每个人眼中的世界更加多样化，反过来又符合我们个性的需求。目前的LBS服务，目前已经做到街景，但是手机上的街景只是我们拍到的，它的深度内容它并不知道，比如我们街道上还有很多传感器、摄像头、录音设备等等，以及现在的信息桩等等，这些都没有在街景上体现出来，所以这就是增强现实要解决的问题。

所以增强现实的LBS服务，可以直接利用多视角的摄像头等感知设备来做到道路、建筑与内外部辨识，我们肢体动作控制，社会信息推送，并及时叠加到割裂三维多媒体信息内容，这样的效果就更直观，内容更丰富，比如我们身上带一个增强现实的投影设备，我们看到报纸是介绍美国未来的台风情况，我们这个投影设备马上按个电纽，就可以在报纸相关内容旁边，来源介绍美国未来两三天的气候以及台风的走向，非常直观，可以直接在报纸上显示，这就是增强现实的应用。

美国一个科技知名公司认为，增强现实技术，将成为人类技能增进的一部分，同三维、立体显示与全息显示，自动内容识别，语言问答，语言翻译及大数据、游戏化、增强现实、云计算、NFC、手势控制等融合以后走进寻常百姓家。

美国一家调查公司在最新公布的报告中，随着具备增强现实功能的智能手机的迅速普及，预计到2015年，全球移动增强现实的应用程序和服务两项收入将接近15亿美元，仅次于位置搜索和游戏它的市值，这就说明它发展得很快。实际上这不是遥远的东西，已经在走进我们生活，目前在微软、苹果、谷歌手机上应该出现了应用，以及在泛在测绘的场景分析中多次应用。

1968年麻省理工学院一位教授制造出第一台光学穿透式头形显示屏、80年代在大学机构开展，90年代初期，增强现实这样一个词，由波音公司这位工程师提出的，它是用于显示电路以及管线的连线路线，以及布线，大家知道波音飞机管道线路非常复杂，所以用增强现实就能够便于理解和工人来在实地进行布设。1993年加州大学开发了听觉增强的户外导航系统，帮助盲人语音导航，而现在语音导航也是一个增强系统，已经在很多车载上有这个功能了。1997年哥伦比亚大学的一个人开发了第一代移动增强现实系统，就是这样一个导游的机器，用于校园的导航，它只要戴上这个GPS，加上穿戴式的显示设备和摄影机，就可以看到周围的房子，而且与看不到的房子和我要去的地方的关系就展示在图上，引导你到那个位置去。2001年希腊电信的一些人开发了基于移动目前移动增强现实的文化遗产导航系统，用户通过GPS定位及无线通信，在历史遗址上感到古老建筑的3D模型。

2002年奥地利格拉兹大学的一个人开发了基于移动增强的实现室内标记的定位系统，就是在室内若干系统标上去。

世界上第一个移动增强现实是诺基亚研究院开发的，它是在配备了传感器和摄影机的手机上实现增强现实技术，这是手机上的增强现实的地图。2007年牛津大学一些专家开发了实时追踪与绘图并发进行的小空间增强显示系统。2008年随着苹果手机等一些智能设备的到来，增强了增强系统的应用。内容应用的功能更为强大，在手机上可以引导用户找到周围的ATM机和找到现实当中的建筑。这两个应用都是通过GPS的电子模盘来计算信息，将信息叠加到画面中，以达到真实的效果。

2009年哥伦比亚大学另一位教授开发了移动增强现实的城市社及规划辅助软件Sitelens。2010年11月，微软推出了三维体感摄影机，利用光编码技术获得空间中不同机理的衍射斑点，以对空间进行标记，从而确定其中物体的位置。去年3月台湾工研院采用相机贞烈捕获物体信息，将电视技术与三维技术相融合，就是有些电视我们不需要去现场看，只要把现场的东西录下来弄到室内和室内环境叠加在一起，起到节省成本的作用，而且观众也并不会感觉到它的虚假性。2012年9月份诺基亚增强现实应用City Lens正式登陆windows Pfone应用市场。

增强现实技术的研究范围十分广泛，涉及到信号处理、计算机图形和图象处理、人机界面和心理学、移动计算、计算机网、云计算等等各个领域，比如贼个HMD原理就是把虚拟图像和现实环境结合在一起，而且关键是它可以动态的配景。像这个头盔比较重，也比较贵，现在有一种比较方便的穿戴式光学显示器，就是谷歌开发的，它在眼睛右半部，包括麦克风、陀螺仪、GPS、wifi等等来实现增强系统的应用。2013年谷歌Glass很可能还将实现类似全息图像的显示。另外现在还有一种技术，就是裸眼3D，不戴任何眼镜、头盔等等，直接用肉眼来看3D，它通过两种原理，就是光分别直射到你的两眼，形成立体，但是缺点是眼睛移动范围不能太大，所以这个东西将来使的人体姿态移动更大范围内，是它目前解决的技术难点。

全息摄影，利用光涉衍射来增强三维显示。另外2012年北京车展，丰田车的发布，用全息投影形成一个行车助手，通过语言和驾驶者交流来提供信息，这是今年北京车展提供的一个新产品，当然还有一些空间显示技术，就是利用一个数字投影设备，把要投影的键盘就投影在手上，我的手就变成键盘了，这些都是虚拟和现实结合在一起完成的功能。这里的关键技术就是有一些图象识别技术，我们一个图像要放到一个固定位置上去，这个简单技术在某些固定位置放一些标记，对标记进行识别，标记是一个添置，我就把这个图像放上去，还有自然图象识别，通过对摄影图像进行解析，识别各种物体。还有图像特征技术，这也是摄影测量当中的技术，把一些特征点提出来，不同影像当中进行匹配，和现实摄影的东西进行匹配，使得虚拟图象合现实图像进行组合，还有相关的一些技术，主要是GNS的辅配技术，通过GNS取得高精度的坐标，通过地磁电子指南针取得方向和倾斜角度，最后根据这些位置信息获取相关的匹配信息后叠加显示。定位匹配是绝对定位，匹配是相对定位，计算机界叫做跟踪与注册技术，实际上和我们叫的是一个意思，就是对目标物体进行识别，计算机设备相对于位置，基于传感器等等的应用。

这里面还有人机交互技术，人机交互有菜单的方式，有特殊标记方式，有体感方式，直接用人体肢体动作和手势，跟周边环境进行互动，并且进行高保真的通讯。

在应用领域是从波音飞机开始的，还可以应用于作战体系，对战场环境进行分析，帮助飞行员找准目标等等。电影行业是源自于《阿凡达》把虚拟场景和现实场景融合在一起，实现低成本摄影和幻想的摄影，还可以在学习上提高应用，小孩看一本书，这本书是文字的，但是他带来一些设备，就可以增强一些信息到这本书上去，他就可以看到内容以及与之相关的动画场景等等。这个在电视制作领域黄色的圈就是定位场景，这个场景里面就有一个体育馆，然后讲解员在里面进行体育馆介绍，实际上体育馆是虚拟的，人是真实的，现在大家经常看到我们奥运会的广播都有，比如选手游泳的时候，有一条突破世界纪录的黄色的线在上面，其实现场的人是看不到的，而我们电视机前是可以看到的，这都是增强现实的应用。还有戴眼镜可以直接在家里，上电子商务给你配上一个眼镜，你在家里看看你戴哪个眼镜合适。包括可以提供在家的家居设计服务，医疗可以进行更加精确的手术定位，还可以把古迹增强现实，了解它的过去和未来，以及它的演变历史等等还有很多。

在导航位置服务中的应用，实现计算可以带来个性化的服务，现在的车在增强，现实导航已经出来了，比如下面这个图，上面那个图是可以看出改观的地方、角度和距离，以及文字的增强，下面是用红外摄影在夜间，可以看到前面有路在跑，或者有这样的标志在屏幕上显示。

在向用户传达方位，有箭头、道路标记，现在我们电子地图已经普遍用了增强现实了，听觉识别和导航系统的结合，去年我讲了一个移动互联网、物联网的深度结合，来加强人与人之间的社交场景，这个里面有很多对话，实际上都是通过增强系统来实现场景和人的交流。在LBS位置服务当中，可以通过地图数据库、街景和全景摄影等等，还有导航地图，在我们手机上显示出某个街区你所关注的物体特征和信息，你登陆手机上可以看到商店内部，它的货架上物品摆设，只要你点某个光斑，就可以进行显示。包括室内的应用，现在苹果也应用了一个室内的软件来进行应用。室外也可以将一个新的景点介绍给用户，你在某个街区走的时候，如果对某个建筑物感兴趣，它可以点亮这个建筑物，来吸引你对这个建筑物的兴趣。在泛在设备当中也有很多应用，比如把虚拟场景放到实景当中进行分析，我也在跟一些全站仪的厂家联系，将来也可以把增强系统应用在全站仪里面。包括还可以把不同人得到的不同新起点的图结合在一起，形成一个新起点非常丰富，而且具有时间标记和演化的不断更新的地图。

随着多媒体的增强，我们会让用户跟着感觉走。随着时空定位的增强，我们可以让用户跟着认知走，就是在一个手机上，提出了移动增强现实可以使你改变世界，就是我们看到的这个世界。还可以提供各种个性化的增值服务的增强现实。增强现实将成为智能手机的标准配置，成为公众的投资热点，成为新的经济增长点。增强现实面对政府行业、企业和公众的不同要求，进行动态不同场景的表达方式，将会形成硬件到软件等等相当长的产业链，它会提供大量的创新创意的空间，增强现实的应有，将是又一个实现智能化的一个新的机遇。所以增强现实技术，面临很多挑战，增强现实将成为智能手机的标配，所以下一代手机必须进行升级换代，才能加强增强现实的应用普及，比如高精度头像配置，实时定位跟踪，所以位置、数据与物理实体的融合，将促进新的测绘标准和研究的诞生，越来越逼真的3D五显示技术将是研究的前沿，将带动光学、信息科学和认知科学的发展。

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