真實環(huán)境與虛擬信息的疊加和互動造就的“增強現(xiàn)實”技術(shù),能讓我們更輕松準確地看世界。
在巴黎街頭找到距離自己一公里以內(nèi)的所有餐廳——這是一個對美食愛好者和旅行者都很有意義卻頗具挑戰(zhàn)性的難題。
如果你身邊有一臺可以上網(wǎng)的電腦,那最方便的方法就是打開谷歌地圖,在類別中選擇餐飲服務,然后將地圖縮放用以顯示以自己目前位置為中心一公里大小的地區(qū),這時你應該就可以看到附近所有的餐廳了。但是,如果你是巴黎游客,不清楚自己的具體位置而又沒有帶筆記本電腦的時候該怎么辦呢?
這時,如果你身邊有一臺iPhone 3GS手機,并且安裝了Metro Pairs Subway這個售價僅為0.99美元的應用的話,最便捷的方法就是打開該應用,將iPhone攝像頭對準前方,這時你就能在手機屏幕中同時看到攝像頭拍攝到的內(nèi)容以及前方一公里以內(nèi)的所有餐廳的標識了。更為精妙的是,你可以同時看到前往每家餐廳的精確距離和路線指引,你可以拿著iPhone一路走過去,簡直就是現(xiàn)實版的導航儀。
你之所以能在看到攝像機拍攝的實景的同時還能看到各種虛擬數(shù)據(jù)信息,是因為這款應用已經(jīng)存儲了巴黎的餐廳信息,然后對你所拍攝的真實場景以及將相應的虛擬信息進行了疊加形成了同一個圖層。這就是增強現(xiàn)實(Augmented Reality)技術(shù)。
顧名思義,增強現(xiàn)實技術(shù)就是在現(xiàn)實的基礎上輔以虛擬信息,將虛擬的信息增加到真實的世界中,使得真實環(huán)境和虛擬的信息疊加在同一個畫面或空間里,從而幫助人們更多地了解真實環(huán)境。
如果你讀過佛諾·文奇(vernor Vinge)的科幻小說《彩虹盡頭》,你對里面無處不在的增強現(xiàn)實技術(shù)一定印象深刻,在小說中,增強現(xiàn)實技術(shù)被廣泛地應用于游戲、工程建設、通信和醫(yī)療領(lǐng)域。人們穿著智能服裝帶著特殊眼鏡,他們所處的環(huán)境都是真實世界和虛擬信息的疊加,因而他們同時在和真實世界以及虛擬信息進行著互動。比如在工程建設方面,通過增強現(xiàn)實技術(shù),工人們可以進入工程藍圖或者他們所要負責的任何區(qū)域。
由于增強現(xiàn)實技術(shù)的基礎是真實的環(huán)境,所以實現(xiàn)的關(guān)鍵就是要知道使用者所處的環(huán)境和位置。最近一波增強現(xiàn)實技術(shù)的熱潮正是因為一些采用了該技術(shù)的應用開始登錄Andmid和iPhone等手機平臺,而這些智能手機內(nèi)置的定位功能很好地解決了這個要實現(xiàn)增強現(xiàn)實所必須的第一步。
增強現(xiàn)實的基本原理就是在真實的環(huán)境中實時地加入虛擬的信息,這些信息可以是圖層、聲音或者其它人們可以感知到的信息。聽起來似乎很簡單,就像電視新聞里會有真實的環(huán)境畫面,畫面里有電視臺加上去的注解還有主持人的解說一但是,這一切都是固定的,也就是說他們不會因為鏡頭的移動而有所調(diào)整。早期的增強現(xiàn)實技術(shù)也已經(jīng)被用到了電視轉(zhuǎn)播中,比如跳水比賽中在運動員起跳時我們可以在轉(zhuǎn)播畫面中實時地看到邊上有一個標尺讓觀眾看清運動員的起跳高度,又比如足球比賽中罰任意球時我們可以看到畫面中會有虛擬的一道弧線讓觀眾對比防守球員的站位。但這些仍然只是通過一個角度看到的畫面,僅僅停留在虛實結(jié)合的層面。
要實現(xiàn)更好的人機交互,增強現(xiàn)實技術(shù)除了要在實時的真實環(huán)境中添加其它信息之外,還要讓這些信息可以隨著用戶頭部和眼睛的轉(zhuǎn)動進行實時更新,從而保證添加的信息能和真實的環(huán)境相匹配。這樣,當你戴著特殊眼鏡走在路上時,你既可以看到一路上真實的環(huán)境,同時也可以看到更多關(guān)于周邊環(huán)境的虛擬信息介紹。
從某種意義上來說,增強現(xiàn)實技術(shù)有些類似于互聯(lián)網(wǎng),但與互聯(lián)網(wǎng)將真實世界虛擬化不同,它將虛擬的信息返回到了真實的世界中,讓人們在真實的世界里看到了虛擬的信息。因此,增強現(xiàn)實技術(shù)如果能和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來,利用互聯(lián)網(wǎng)龐大的信息數(shù)據(jù)庫,那就會形成一個無所不在的平臺,而且這個平臺必將比互聯(lián)網(wǎng)更大。比如當你將一臺具有增強現(xiàn)實功能的攝像機對著一家餐廳的時候,如果導入餐飲服務網(wǎng)站(如點評網(wǎng))的信息,就可以同時看到人們在互聯(lián)網(wǎng)上對這家餐廳的評價以及餐廳的菜單和價格。當你進入這家餐廳,鏡頭里出現(xiàn)就餐的人,這時如果導人社交網(wǎng)站的信息,只要他們用真實的個人照片注冊了社交網(wǎng)站,那么你就可以在鏡頭中看到他們在社交網(wǎng)站上的資料。
當然,除了和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合,增強現(xiàn)實技術(shù)也還有其它廣泛的應用。比如將通過電腦虛擬復原的圓明園和現(xiàn)在真實的圓明園疊加在一起,人們就可以在游覽只剩斷壁殘垣的圓明園的同時了解這座“萬園之園”當年的風貌了。
增強現(xiàn)實技術(shù)雖然美好,但是就目前來看,仍然有一些因素使得該技術(shù)無法得到廣泛的使用。
雖然通過GPS定位可以解決使用者當前所處位置的問題,但是對于鏡頭中影像的分析仍然是一個難點。比如當你將攝像頭對準一家餐廳時,你的設備必須能準確地識別這是A餐廳而非B餐廳,從而正確地獲取A餐廳的信息。而在社交場合,它更是必須辨別出對方的臉型,這樣才能在社交網(wǎng)站里進行匹配,但是目前面部識別技術(shù)仍然不是很成熟,更何況就算是同一個人的臉在不同時候也會有很大的差異。
由于增強現(xiàn)實技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)有太多的聯(lián)系,因此一些互聯(lián)網(wǎng)面臨的問題也會在它身上重現(xiàn)。比如說垃圾信息和信息安全問題,我們在通過增強現(xiàn)實技術(shù)獲取虛擬信息時并不希望滿屏都是垃圾信息或者看到的都是被黑客修改過的錯誤信息。在一款基于Android平臺的增強現(xiàn)實應用Layar的發(fā)布會上,科幻小說作家布魯斯·斯特靈(Bruce Sterling)就花了很多時間來論證垃圾信息和信息的安全將會是阻礙增強現(xiàn)實技術(shù)推廣的主要問題。
盡管增強現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)造了新的人機交互體驗,但是目前來說,它的使用仍然不是很方便。至少當你想要獲得對面那個人的信息的時候,你還得掏出手機用攝像頭對著他,這顯然是很不禮貌的行為。就算對方不介意。那么還有兩種情況是你不愿意看到的:一是對方并沒有在任何社交網(wǎng)站注冊,因此沒有任何信息;二是對方注冊了多個社交網(wǎng)站,信息又太多了。所以要解決用戶體驗問題,增強現(xiàn)實技術(shù)必須要有更好的獲取信息和篩選信息的系統(tǒng)。
目前的增強現(xiàn)實技術(shù)應用平臺并不是很多,但這必定是一個極具潛力的市場,因為它是人機交互史上的又一次突破。
在人機交互史上,交互體驗總是越來越簡單,同時也越來越符合人們的習慣,但是仍然無法擺脫人們是在和虛擬世界進行著交流。增強現(xiàn)實第一次將虛擬和現(xiàn)實放在了同一個空間里,為人們帶來了一種全新的交互體驗。這種交互體驗更加直觀和自然,由于它并沒有切斷人們和真實環(huán)境的聯(lián)系,因此并不會使得人們對真實環(huán)境感到生疏。而且正由于其本身依附于真實的環(huán)境,增強現(xiàn)實技術(shù)可以很好地融入人們的日常生活,或許這才是虛擬世界和真實世界的最完美結(jié)合。