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        增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展與應(yīng)用

        2016-12-01 00:19:21山東中醫(yī)藥大學(xué)濟(jì)南250355
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)醫(yī)學(xué)教育

        孟 美(山東中醫(yī)藥大學(xué),濟(jì)南 250355)

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        增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展與應(yīng)用

        孟美
        (山東中醫(yī)藥大學(xué),濟(jì)南250355)

        摘要:隨著最近幾年增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)的日趨火爆,其快速發(fā)展在醫(yī)學(xué)、教育、建筑等領(lǐng)域催生了大量應(yīng)用,取得了很好的效果。本文首先介紹了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的概念,國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷程,然后列舉了其在醫(yī)學(xué)、教育領(lǐng)域的應(yīng)用,最后做了簡(jiǎn)單的總結(jié)與展望。

        關(guān)鍵詞:增強(qiáng)現(xiàn)實(shí);教育;醫(yī)學(xué);沉浸

        1 引言

        增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)是指把虛擬的物體、場(chǎng)景等投放到真實(shí)世界中,帶給使用者全新的感受。典型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景是,使用者使用手機(jī)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件利用手機(jī)攝像頭捕捉真實(shí)環(huán)境,可以在手機(jī)屏幕中顯示真實(shí)環(huán)境之外的虛擬信息,例如指示到某某地的路線圖指向等??傊?,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著非常廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。

        2 發(fā)展歷程

        AR技術(shù)最早的產(chǎn)品形態(tài)要算是HMD了,應(yīng)用在軍事領(lǐng)域,對(duì)飛行知識(shí)比較熟悉的朋友都了解這個(gè)縮寫,Head-Mounted Display,也就是頭戴顯示器。伊萬·薩瑟蘭是美國(guó)計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的專家,他的一系列研究對(duì)頭戴式顯示器的發(fā)展起到了重要作用。1968年,他在美國(guó)哈弗大學(xué)展示了第一臺(tái)頭盔顯示器的目鏡。在這項(xiàng)研究的基礎(chǔ)下,此后頭戴顯示器在飛機(jī),地面車輛以及艦只訓(xùn)練方面都取得了不俗的成績(jī)。

        隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,諸如LCD,LED,OLED等技術(shù)的出現(xiàn),以及智能手機(jī)等設(shè)備的發(fā)展,互動(dòng)的理念開始更為人們所重視,這樣AR技術(shù)終于可以“兩條腿走路”,輔助與互動(dòng)起頭并進(jìn),消費(fèi)級(jí)的頭戴顯示器終于出現(xiàn)了。最近幾年,這樣的產(chǎn)品很多,Googleglass、Microsoft的Hololens等硬件設(shè)備,以及PTCVuforia、Easy AR等SDK軟件開發(fā)包。

        3 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

        增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中有著非常廣闊的應(yīng)用。我們都知道,實(shí)踐對(duì)于醫(yī)學(xué)是非常重要的,由于我校是中醫(yī)院校,針灸學(xué)和中醫(yī)學(xué)、護(hù)理學(xué)等,都需要大量實(shí)踐,如果利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其融合,將會(huì)大大降低現(xiàn)有實(shí)踐費(fèi)用,提高效率,將會(huì)取得很可觀的效益。另外,我們可利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助醫(yī)院手術(shù),手術(shù)中如醫(yī)生佩帶增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備,可以非常方便的在手術(shù)中獲取有益的指導(dǎo)信息,引導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù),這大大降低了傳統(tǒng)手術(shù)中可能發(fā)生的失誤,為患者帶來了切實(shí)的保障,大大提高了患者的生存率。

        4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用

        2011年的地平線報(bào)告中[1-2],討論了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中應(yīng)用的幾個(gè)典型的優(yōu)勢(shì):(1) 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可應(yīng)用在可視化和深度互動(dòng)的學(xué)習(xí)形式中可以實(shí)時(shí)、敏捷地將數(shù)據(jù)疊加到現(xiàn)實(shí)環(huán)境中;(2)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可有效地響應(yīng)用戶輸入,這種互動(dòng)對(duì)于學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)而言具有重要意義,學(xué)習(xí)者可以在現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過與虛擬物體的互動(dòng),進(jìn)行認(rèn)知建構(gòu);(3)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為學(xué)習(xí)者提供感性的學(xué)習(xí)材料,例如,再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中學(xué)習(xí)者無法觀察到的事物及事物的變化過程;(4)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可有效地支持情境學(xué)習(xí),應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),學(xué)習(xí)與生活的聯(lián)系將更為緊密;(5)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)有助于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)遷移能力的培養(yǎng);(6) 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與移動(dòng)設(shè)備結(jié)合,逐漸成為普及的學(xué)習(xí)工具,使得正式與非正式學(xué)習(xí)的界限愈發(fā)模糊,促進(jìn)學(xué)習(xí)生態(tài)的進(jìn)化。如觀看人體解剖學(xué)課本時(shí),戴上沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡可以在眼前出現(xiàn)一個(gè)虛擬的人體,使用者可以控制操控,觀看三維立體圖像,這留給學(xué)生深刻的印象,是一個(gè)非常生動(dòng)、有意義的教學(xué)方案[3]。

        5 總結(jié)與展望

        雖然通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為使用者帶來前所未有的體驗(yàn),但是目前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)并不是非常成熟,很多東西都停留在理論階段。例如利用PTCVuforia SDK做出的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件體驗(yàn)并不是非常令人滿意,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)識(shí)別出錯(cuò)、識(shí)別不出來等問題,并且還會(huì)出現(xiàn)模型抖動(dòng)、在有些手機(jī)上軟件閃退等情況,還有就是電池續(xù)航問題,如Googleglass會(huì)出現(xiàn)電池續(xù)航時(shí)間短等問題,導(dǎo)致遲遲無法大范圍推廣,另外微軟Hololens等新硬件,出現(xiàn)了可視范圍非常小的問題,其他問題就是佩帶眼鏡的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),出現(xiàn)的交互問題,其需要佩帶眼鏡使用,使用者無法接觸屏幕,急需新的交互方式。當(dāng)然筆者相信隨著增強(qiáng)技術(shù)的不斷發(fā)展、不斷改進(jìn)、不斷成熟,這些難題將會(huì)迎刃而解,開發(fā)難度也會(huì)變得更加簡(jiǎn)單易行。筆者相信,增強(qiáng)技術(shù)未來有著廣闊的發(fā)展前景,其與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合將會(huì)成為日后的新趨勢(shì),與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合可為使用者打通現(xiàn)實(shí)與虛擬的界限,提供更為成熟的體驗(yàn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]L Johnson, R Smith, H Willis, A Levine, & K Haywood. The 2011Horizon Report[M].Austin,Texas:The New Media Consortium,2011.

        [2]陳向東.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)教育游戲的應(yīng)用[J].遠(yuǎn)程教育雜志,2012(05).

        [3]孟美,馬充.沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)中的發(fā)展與應(yīng)用[J].通訊世界,2016(01).

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.252

        基金項(xiàng)目:本項(xiàng)目在山東中醫(yī)藥大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練平臺(tái)完成,獲得學(xué)校2015年度大學(xué)生研究訓(xùn)練計(jì)劃(SRT)項(xiàng)目立項(xiàng)資助,項(xiàng)目編號(hào)2015243

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