孫雪潔 許露露

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality，簡(jiǎn)稱AR）是一種研究虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界信息結(jié)合的新技術(shù)。繼虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）得到大眾普遍認(rèn)知后，近幾年，AR技術(shù)在數(shù)字研究領(lǐng)域受到的關(guān)注度逐年攀升。AR技術(shù)主攻的現(xiàn)實(shí)世界互動(dòng)功能，在醫(yī)療領(lǐng)域率先獲得了充分的關(guān)注和應(yīng)用，在軍事、工業(yè)維修、旅游、游戲等領(lǐng)域開始嶄露頭角。該技術(shù)的發(fā)展?jié)摿薮?，可搭載GPS、通訊等多種輔助技術(shù)，這就給戶外取代移動(dòng)設(shè)備提供了強(qiáng)有力的保障。

一、AR設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

微軟、蘋果、谷歌相繼加入AR開發(fā)戰(zhàn)局，導(dǎo)致該領(lǐng)域開發(fā)者熱情空前高漲，致力于給受眾提供極具享受力的沉浸式AR體驗(yàn)。但是在技術(shù)成熟度上AR落后VR多年，還未真正引起電子消費(fèi)的新一波熱潮。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在改變著我們觀察世界的方式，目前市場(chǎng)上應(yīng)用AR的設(shè)備分為以下三類。

（一）AR軟件和小程序

智能手機(jī)的普及是AR技術(shù)向系統(tǒng)軟件、各類小程序開發(fā)的有力保障，對(duì)人工智能的依賴引導(dǎo)技術(shù)融合。手機(jī)操作系統(tǒng)分為iOS和Android兩種，面向受眾的不同，開發(fā)商制作了不同的應(yīng)用系統(tǒng)。如蘋果的iOS版ARKit工具開發(fā)的JigSpace，作為一種學(xué)習(xí)工具輔助學(xué)生們探索物體的內(nèi)部構(gòu)造。利用移動(dòng)設(shè)備將3D模型投射到平面上，可以把抽象的概念和物體一步步拆分，讓學(xué)生有最直觀的感受，深層次上改變了教學(xué)方式。

由于AR技術(shù)發(fā)展不完善，AR軟件不能與移動(dòng)設(shè)備完全融合。例如谷歌的良心產(chǎn)品Google Arts & Culture，2018年底新上線的Pocket Gallery版塊推出了AR虛擬博物館，只有搭載了ARkit（iOS）或AR Core（安卓）的機(jī)型才能使用。

AR游戲的前景空前廣闊，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化率將不負(fù)眾望。游戲作為高壓生活中的一種釋放方式，開發(fā)者早已將矛頭瞄準(zhǔn)AR市場(chǎng)。成功案例如Niantic Lab出品的Ingress與Pokemon GO。單是手游《口袋妖怪GO》推出第一年下載量就達(dá)到7.5億次。AR技術(shù)能帶來的現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)感比手游、端游更有吸引力，科幻、動(dòng)漫領(lǐng)域都已對(duì)AR游戲的未來框架進(jìn)行構(gòu)畫，日漫的《刀劍神域》勾畫的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)世界，是當(dāng)代人十分羨慕的技術(shù)時(shí)代。

除了軟件應(yīng)用平臺(tái)外，小程序其實(shí)是目前AR技術(shù)與受眾接觸最親密的方式，社交軟件、地圖軟件、購物軟件都相繼開發(fā)了輔助程序。在營銷界，現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)已成為橫跨實(shí)體店與電商平臺(tái)之間的產(chǎn)品“導(dǎo)購員”，哈根達(dá)斯的AR互動(dòng)廣告又一次刷新了廣告營銷的認(rèn)知“吃我一記冰淇淋球、快來蹦個(gè)冰淇淋迪、吃個(gè)冰淇淋都是愛你的形狀”三個(gè)關(guān)卡，帶來一場(chǎng)冰淇淋世界的夢(mèng)幻體驗(yàn)。騰訊、阿里巴巴、百度等拓展AR程序，意圖帶來“隨時(shí)隨地，通過AR發(fā)現(xiàn)身邊的每一個(gè)小驚喜”的體驗(yàn)。

（二）移動(dòng)AR硬件

具體指專用的智能手機(jī)、平板電腦AR硬件和軟件，如谷歌Google Tango手機(jī)。AR技術(shù)強(qiáng)依賴于承載它的硬件，所以AR技術(shù)就是選擇硬件平臺(tái)。移動(dòng)AR硬件解決了手機(jī)上使用AR的難題，融入單目SLAM、同時(shí)定位等技術(shù)可以提高用戶體驗(yàn)。蘋果先發(fā)布ARKit隨后Google也針對(duì)安卓系統(tǒng)推出ARCore。兩者相比，硬件平臺(tái)使用最廣泛、用戶最容易接受的是ARKit。

技術(shù)成本的要求，部分高端手機(jī)才搭載AR硬件，因此，AR硬件使用規(guī)模遠(yuǎn)落后于AR軟件平臺(tái)。不過，該領(lǐng)域的市場(chǎng)發(fā)展空間還很大。

（三）佩戴設(shè)備：智能眼鏡、輔助設(shè)備

智能可穿戴技術(shù)初級(jí)階段是對(duì)日常穿戴進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)、開發(fā)出可以穿戴的設(shè)備的總稱，如眼鏡、手套、手表、手環(huán)、服飾及鞋帽等。一類是需要PC機(jī)或大型設(shè)備配合使用，另一類是獨(dú)立移動(dòng)設(shè)備，最常見的便是智能眼鏡。

AR眼鏡配置內(nèi)置處理器、電池、WiFi、藍(lán)牙、GPS等組件，除了AR軟件，受眾日常接觸最多的種類應(yīng)是影視AR眼鏡，理論上這項(xiàng)技術(shù)的極限絕不在此。豐富的附帶功能要求更高的技術(shù)，目前的電池續(xù)航、無線連接、顯現(xiàn)、外形都限制了它的大規(guī)模普及。市面上比較成熟的有Microsoft HoloLens、Magic Leap One，不過價(jià)格都較為昂貴。

有機(jī)遇更要有準(zhǔn)備，各大運(yùn)營商在APP生態(tài)系統(tǒng)、設(shè)備效率上發(fā)起進(jìn)攻。華為有一款新專利曝光，將智能手表放入眼鏡架后，即可變身為AR眼鏡。若重量、電池技術(shù)、運(yùn)行速度無法突破，未來十年，獨(dú)立AR智能眼鏡將無法取代智能手機(jī)。

二、技術(shù)發(fā)展帶來的運(yùn)動(dòng)新需求

（一）運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)：戶外運(yùn)動(dòng)與便捷室內(nèi)運(yùn)動(dòng)

在物質(zhì)匱乏的時(shí)代，戶外運(yùn)動(dòng)作為一種謀生手段而誕生，隨著生活水平的提高，運(yùn)動(dòng)主要成為了解壓放松的娛樂方式。運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段：大型戶外運(yùn)動(dòng)、戶外運(yùn)動(dòng)與小型室內(nèi)運(yùn)動(dòng)、戶外運(yùn)動(dòng)室內(nèi)化（體育館、健身房）、大型戶外運(yùn)動(dòng)與運(yùn)動(dòng)設(shè)備家庭化。從發(fā)展趨勢(shì)可是看出，現(xiàn)代人傾向于親近自然的戶外運(yùn)動(dòng)與獨(dú)立便捷的室內(nèi)運(yùn)動(dòng)。都是喜愛的運(yùn)動(dòng)方式卻對(duì)應(yīng)著不同的心理訴求，戶外運(yùn)動(dòng)不太在乎距離、價(jià)格、耗費(fèi)的精力、麻煩程度，在乎的是過程中能得到的精神享受。室內(nèi)運(yùn)動(dòng)則與之相反，要充分考慮時(shí)間成本、效益，最好與自己的生活環(huán)境完美結(jié)合，不受時(shí)間地點(diǎn)的限制。當(dāng)然這只是社會(huì)的大趨勢(shì)，不能排除運(yùn)動(dòng)愛好者的個(gè)性化運(yùn)動(dòng)方式。

（二）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)助力運(yùn)動(dòng)變革

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在這種新需求的情況下能發(fā)揮何種作用？關(guān)于室內(nèi)，很多人體驗(yàn)過VR設(shè)備中的虛擬世界，意想不到的場(chǎng)景與真實(shí)的感受，雖然各種運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)可在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)，但有致命的缺點(diǎn)：虛擬視覺。VR是虛擬中的真實(shí)，而AR是真實(shí)中的虛擬，長(zhǎng)時(shí)間的體驗(yàn)中，后者帶著受眾的安全感、真實(shí)感與舒適感非前者所比。而且AR設(shè)備的出現(xiàn)，會(huì)減少現(xiàn)代人對(duì)智能手機(jī)的依賴。關(guān)于戶外，攀巖、登山、騎行甚至是極限運(yùn)動(dòng)，都離不了智能設(shè)備。但出行攜帶太多設(shè)備極為不便，就算是僅智能手機(jī)也會(huì)因使用而分心，雖然方便卻增加了戶外運(yùn)動(dòng)的危險(xiǎn)性。在AR設(shè)備上搭載智能手機(jī)常用功能，加上該技術(shù)本質(zhì)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的智能系統(tǒng)，必會(huì)給運(yùn)動(dòng)者變革性的體驗(yàn)。

三、設(shè)備取代的技術(shù)支持

（一）跟蹤定位算法

如今移動(dòng)端的AR跟蹤定位算法是一個(gè)新的研究方向，基于先前跟蹤定位算法的總體框架，攻克該技術(shù)只是時(shí)間的問題。該算法要保證視覺的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，精準(zhǔn)的GPS系統(tǒng)對(duì)此大有助益，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)累計(jì)發(fā)射31顆衛(wèi)星，到2020年能提供的導(dǎo)航服務(wù)將精確到具體車道，位置精確到厘米。目前有研究成果的智能手機(jī)AR跟蹤定位工作，需要借助硬件設(shè)備。用傾角儀以及加速計(jì)來實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的絕對(duì)姿態(tài)跟蹤定位， 并且可以借助藍(lán)牙接口對(duì)手機(jī)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)信息的及時(shí)發(fā)送。

（二）場(chǎng)景識(shí)別

戶外運(yùn)動(dòng)時(shí)的場(chǎng)景變換速度快，若將全部大環(huán)境的三維地圖都實(shí)現(xiàn)全景顯現(xiàn)，系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速率很難跟上，極易發(fā)生卡頓現(xiàn)象。各種設(shè)備都無法模擬肉眼的識(shí)別能力，延遲卡頓會(huì)影響用戶體驗(yàn)，取代的可能性降低。面對(duì)環(huán)境的復(fù)雜性，圖像檢索技術(shù)以及目標(biāo)識(shí)別這兩種技術(shù)必不可少，將三維降低為一維。用GPS初步識(shí)別圖像中的物體，與數(shù)據(jù)庫比對(duì)，達(dá)到識(shí)別的目的，再將虛擬信息投射至眼前。

AR設(shè)備受視場(chǎng)的限制，制作時(shí)要盡量做到高幀率、低延遲、大視場(chǎng)角。讓用戶體驗(yàn)到沉浸感，AR世界必須與現(xiàn)實(shí)世界無縫融合。一旦視野受限，仿佛在用望遠(yuǎn)鏡看世界，不適感油然而生，也就談不上沉浸感了。場(chǎng)景增強(qiáng)和變更也是服務(wù)器要實(shí)現(xiàn)的，運(yùn)用AI人工智能增加新增場(chǎng)景的真實(shí)度。

（三）數(shù)據(jù)通信和傳輸

如今通訊的便捷造成了不可逆的技術(shù)依賴，數(shù)據(jù)間的無線傳輸還是通信，需要WiFi、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、GSM、GPRS完成。但是無線信號(hào)的覆蓋率不能達(dá)到百分之百，用戶要根據(jù)所處環(huán)境選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方式，當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、傳輸速度快，因WiFi對(duì)使用范圍有要求，所以4G是受眾選擇最多的方式。另外，即將進(jìn)入市場(chǎng)的5G技術(shù)必會(huì)加快數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头€(wěn)定性。獨(dú)立的移動(dòng)端設(shè)備不能只配備一種無線網(wǎng)絡(luò)通信方式，要盡量保證不受地域、天氣的影響。

（四）電池續(xù)航

戶外運(yùn)動(dòng)擔(dān)心的基本問題之一是設(shè)備的待機(jī)時(shí)長(zhǎng)，這與電池技術(shù)密切相關(guān)，同時(shí)，電池續(xù)航能力也是評(píng)判設(shè)備好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。另外，高節(jié)奏的生活還要求電池快充。比較成熟的有鋰電池、氫燃料電池等，由于在安全性、可靠性、能量密度、循環(huán)壽命等多方面性能優(yōu)勢(shì)明顯，固態(tài)電池被行業(yè)內(nèi)認(rèn)為是較為理想的下一代電池技術(shù)體系。

四、AR技術(shù)在戶外運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的前景展望

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在戶外運(yùn)動(dòng)應(yīng)用方面，以多功能移動(dòng)端的形式出現(xiàn)才能占據(jù)市場(chǎng)。數(shù)字技術(shù)的發(fā)達(dá)，當(dāng)代人已離不開GPS、上網(wǎng)、通訊、人工智能等功能，電子產(chǎn)品也要小巧輕便。因此，從性價(jià)比、便捷程度上智能手機(jī)的地位無法撼動(dòng)。但是從AR技術(shù)的發(fā)展速度與自身優(yōu)勢(shì)來看，未來能取代智能手機(jī)的言論也非天方夜譚。目前場(chǎng)景模擬已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)，宜家的AR軟件IKEA Place（Apple ARKit平臺(tái)），通過移動(dòng)設(shè)備將產(chǎn)品放置在任意場(chǎng)景，消費(fèi)者可以感受“真實(shí)”的效果。《刀劍神域》中有一幕是AR設(shè)備根據(jù)現(xiàn)實(shí)環(huán)境構(gòu)造出跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景，使用者未使用任何手持設(shè)備，根據(jù)喜好更換環(huán)境、音樂等。這也勾畫了人工智能與AR配合的未來藍(lán)圖。那么使用場(chǎng)景在戶外時(shí)，AR設(shè)備會(huì)根據(jù)用戶的思維模式，自動(dòng)提供各種信息，并對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判，最終解放了使用智能手機(jī)的雙手。

不能忽略的是，AR技術(shù)在推動(dòng)游戲變革方面會(huì)大有助力。研發(fā)人員和游戲愛好者們都幻想過未來AR游戲的世界，但從運(yùn)動(dòng)量上看，可以作為戶外運(yùn)動(dòng)的一種形式，因?yàn)檎麄€(gè)世界都能成為游戲場(chǎng)地。目前接觸的手游、端游都是屏幕內(nèi)的固定世界，如果不考慮技術(shù)和成本，AR游戲可將現(xiàn)實(shí)世界變?yōu)橛螒驊?zhàn)場(chǎng)。射擊游戲、拳擊游戲等，游戲NPC會(huì)從生活環(huán)境中出現(xiàn)，玩家本身成為游戲角色，徹底從屏幕里解脫。如此，游戲中會(huì)涉及搏斗、追逐、攀爬等各種運(yùn)動(dòng)，所以危險(xiǎn)性大大增加，一旦大規(guī)模的AR游戲研發(fā)成功，必須要與政府協(xié)商制定相應(yīng)的法律，否則后果不堪設(shè)想。

五、結(jié)語

現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展后期，會(huì)是大型服務(wù)器與微型AR設(shè)備的結(jié)合。由于受技術(shù)、成本的限制，AR設(shè)備得不到大規(guī)模普及，停留在軟件階段。雖然前景廣闊，但未來還有很長(zhǎng)的路要走。（作者單位：安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)文學(xué)院）

項(xiàng)目基金：本文系安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助，國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：201810378246。