XR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實際應(yīng)用-下篇

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舉報 2022-10-26

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擴展現(xiàn)實（Extended Reality，簡稱XR），是指通過計算機等多種硬件設(shè)備的手段將真實與虛擬相結(jié)合，打造一個可人機交互的虛擬環(huán)境，這也是AR（增強現(xiàn)實）/VR（虛擬現(xiàn)實）/MR（混合現(xiàn)實）等多種技術(shù)的統(tǒng)稱。

XR應(yīng)用可分為大眾應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用，大眾應(yīng)用包括游戲、社交、影視、直播、文旅等，行業(yè)應(yīng)用主要包括工業(yè)、醫(yī)療、教育、軍事、電子商務(wù)等。XR應(yīng)用正在加速向生產(chǎn)與生活領(lǐng)域滲透。

文旅方面

XR技術(shù)重新定義博物館，當(dāng)你走進一家博物館，發(fā)現(xiàn)身邊的人用手機對著藏品指指點點，又或者是戴著VR眼鏡上下左右搖頭晃腦，并不是他們走錯了片場，而是正在見證一個跨越次元的博物展覽世界。這就是即將被XR技術(shù)“重置”的未來博物館。

XR實現(xiàn)的導(dǎo)覽技術(shù)，將實現(xiàn)故事化設(shè)計。給觀眾類似于游戲中的角色選擇，并且為不同角色提供不同的導(dǎo)覽路線、提出不同的展品打卡要求，為觀眾帶來差異化和定制化的觀展體驗。

將沉浸式的智能視覺效果體驗，通過各種VR展現(xiàn)元素的結(jié)合，運用開創(chuàng)性的多媒體技術(shù)，使用戶在虛擬環(huán)境中感受到全新智能交互體驗。這就是XR技術(shù)背后的科技革新，充滿了技術(shù)“智”造的樣子。

改變文化遺產(chǎn)觀賞模式，文化遺產(chǎn)是人類文明傳承的重要載體，在歷史的長河中占據(jù)著不可替代的作用。XR擴展現(xiàn)實技術(shù)以其虛實結(jié)合、實時交互與三維沉浸的特點，給予文化遺產(chǎn)的保護式傳播增添了更多可能。

在不增加損壞風(fēng)險的情況下，為體驗者帶來強烈的體驗感，讓文化遺產(chǎn)煥發(fā)出新的生命力。

通過信息技術(shù)與互動裝置，實現(xiàn)更具沉浸式的參觀體驗。例如，莫高窟數(shù)字展示中心的4D環(huán)幕電影，通過營造沉浸式的體驗，讓觀眾仿佛穿越時間和空間，感受到站在窟底仰望壁畫的震撼，還能看到仙女翩翩起舞，體會到傳統(tǒng)藝術(shù)的飄逸之美。

沉浸式的科普文娛空間，運營沉浸式科普文娛體驗中心，打造高科技新型的文化科普教育培訓(xùn)基地，讓更多的人參與學(xué)習(xí)真正的科技文化和自然文化。

在這里為觀眾提供更多游戲式體驗，可以與博物館的文物通過數(shù)字化手段以及動作捕捉、跟蹤攝像機等技術(shù)實現(xiàn)互動。可以選擇或創(chuàng)作自己喜歡的藝術(shù)作品，并把作品投射在屏幕、天花板上。

醫(yī)療方面

在醫(yī)療健康領(lǐng)域，虛擬/增強現(xiàn)實是傳統(tǒng)醫(yī)療手段的有效補充。首先針對醫(yī)生短缺、醫(yī)療資源分布不均、診療方式單一等看病難的問題，虛擬/增強現(xiàn)實遠程醫(yī)療，臨場感極強的遠程診療的感受。

此外可用于模擬醫(yī)學(xué)、醫(yī)療工具、診療方案方面，主要涉及醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn)、心理/精神疾病治療、強化臨床診治、醫(yī)學(xué)康復(fù)護理和遠程醫(yī)療指導(dǎo)等業(yè)務(wù)場景。外科醫(yī)生可在重大手術(shù)前開展模擬和訓(xùn)練，進而對手術(shù)過程中可能出現(xiàn)的問題提前預(yù)知。例如Level Ex通過對人體組織動力學(xué)、內(nèi)窺鏡設(shè)備光學(xué)和運動流體的現(xiàn)實模擬，針對外科手術(shù)醫(yī)生提供了一種避免對人產(chǎn)生傷害的手術(shù)訓(xùn)練方式。

心理/精神類疾病診治中采用虛擬現(xiàn)實療法可免于創(chuàng)建真實治療環(huán)境，通過為患者模擬不同的環(huán)境場所，提供認知行為刺激或進行暴露療法，刺激病患大腦中相關(guān)的感應(yīng)區(qū)，提供了一種治療心理精神類疾病的無藥物方法，且患者可居家治療。

教育方面

此外在教育方面應(yīng)用場景也很多。一方面是培訓(xùn)類，如前面醫(yī)療方面提到過的醫(yī)療培訓(xùn)，還有飛行員、駕駛員，宇航員仿真訓(xùn)練等。NASA 一直熱衷于嘗試各種 VR 技術(shù)。在它的噴氣推進實驗室里，你可以看到各個 VR 廠商最新款甚至是未發(fā)行的頭顯設(shè)備，包括 Valve、HTC、微軟、索尼、Oculus、三星等。

在學(xué)生教育方面也有很多嘗試，如西安某教育機構(gòu)推出將K12教育中各個學(xué)科抽象的知識概念具體化；將宏觀的、微觀的、難點的知識點變得可視化，從而增強學(xué)生對知識點的理解，讓學(xué)習(xí)變得簡單高效，從而為老師減壓，為學(xué)生減負。方案包括中小學(xué)VR K12學(xué)科教育、XR人工智能編程教育、VR校園安全教育等。并設(shè)計了VR未來教室，讓孩子突破現(xiàn)實的束縛，迸射創(chuàng)造的火花。

軍事方面

構(gòu)建真實戰(zhàn)場環(huán)境。以往的演習(xí)推演主要以地圖、沙盤或兵棋等方式進行，由人工主導(dǎo)進行模擬交戰(zhàn)。受技術(shù)手段限制，態(tài)勢感知多以二維平面模型方式展示，無法直觀呈現(xiàn)真實戰(zhàn)場環(huán)境。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭向信息化、智能化方向發(fā)展，戰(zhàn)場空間已拓展到陸、海、空、天、網(wǎng)等多域，這種傳統(tǒng)推演方式已無法滿足實際需求。利用XR技術(shù)可構(gòu)建出信息融合、人機交互的虛擬戰(zhàn)場環(huán)境，通過各類傳感器讓士兵擁有視覺、聽覺和觸覺，并能與虛擬世界進行互動，以此感受真實戰(zhàn)場環(huán)境，掌握動態(tài)信息，增強訓(xùn)練效果。

開展實景展示教學(xué)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，面對復(fù)雜的裝備系統(tǒng)，原理構(gòu)造不直觀、裝備實操成本高、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體驗差等問題較為突出。通過將XR技術(shù)引入教學(xué)領(lǐng)域，構(gòu)建實景展示模型，可有針對性地解決這些問題。例如，在航空發(fā)動機專業(yè)教學(xué)中，由于發(fā)動機系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜，難以通過二維平面圖形展示。借助XR技術(shù)在教室構(gòu)建發(fā)動機立體仿真模型，學(xué)員可與之互動，詳細觀察內(nèi)部構(gòu)造和工作原理，大大提高教學(xué)效果與質(zhì)量。

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