扩展现实(extended reality,简称xr),是指通过计算机等多种硬件设备的手段将真实与虚拟相结合,打造一个可人机交互的虚拟环境,这也是ar(增强现实)/vr(虚拟现实)/mr(混合现实)等多种技术的统称。
xr应用可分为大众应用和行业应用,大众应用包括游戏、社交、影视、直播、文旅等,行业应用主要包括工业、医疗、教育、军事、电子商务等。xr应用正在加速向生产与生活领域渗透。
文旅方面
xr技术重新定义博物馆,当你走进一家博物馆,发现身边的人用手机对着藏品指指点点,又或者是戴着vr眼镜上下左右摇头晃脑,并不是他们走错了片场,而是正在见证一个跨越次元的博物展览世界。这就是即将被xr技术“重置”的未来博物馆。
xr实现的导览技术,将实现故事化设计。给观众类似于游戏中的角色选择,并且为不同角色提供不同的导览路线、提出不同的展品打卡要求,为观众带来差异化和定制化的观展体验。
将沉浸式的智能视觉效果体验,通过各种vr展现元素的结合,运用开创性的多媒体技术,使用户在虚拟环境中感受到全新智能交互体验。这就是xr技术背后的科技革新,充满了技术“智”造的样子。
改变文化遗产观赏模式,文化遗产是人类文明传承的重要载体,在历史的长河中占据着不可替代的作用。xr扩展现实技术以其虚实结合、实时交互与三维沉浸的特点,给予文化遗产的保护式传播增添了更多可能。
在不增加损坏风险的情况下,为体验者带来强烈的体验感,让文化遗产焕发出新的生命力。
通过信息技术与互动装置,实现更具沉浸式的参观体验。例如,莫高窟数字展示中心的4d环幕电影,通过营造沉浸式的体验,让观众仿佛穿越时间和空间,感受到站在窟底仰望壁画的震撼,还能看到仙女翩翩起舞,体会到传统艺术的飘逸之美。
沉浸式的科普文娱空间,运营沉浸式科普文娱体验中心,打造高科技新型的文化科普教育培训基地,让更多的人参与学习真正的科技文化和自然文化。
在这里为观众提供更多游戏式体验,可以与博物馆的文物通过数字化手段以及动作捕捉、跟踪摄像机等技术实现互动。可以选择或创作自己喜欢的艺术作品,并把作品投射在屏幕、天花板上。
医疗方面
在医疗健康领域,虚拟/增强现实是传统医疗手段的有效补充。首先针对医生短缺、医疗资源分布不均、诊疗方式单一等看病难的问题,虚拟/增强现实远程医疗,临场感极强的远程诊疗的感受。
此外可用于模拟医学、医疗工具、诊疗方案方面,主要涉及医学教育培训、心理/精神疾病治疗、强化临床诊治、医学康复护理和远程医疗指导等业务场景。外科医生可在重大手术前开展模拟和训练,进而对手术过程中可能出现的问题提前预知。例如level ex通过对人体组织动力学、内窥镜设备光学和运动流体的现实模拟,针对外科手术医生提供了一种避免对人产生伤害的手术训练方式。
心理/精神类疾病诊治中采用虚拟现实疗法可免于创建真实治疗环境,通过为患者模拟不同的环境场所,提供认知行为刺激或进行暴露疗法,刺激病患大脑中相关的感应区,提供了一种治疗心理精神类疾病的无药物方法,且患者可居家治疗。
教育方面
此外在教育方面应用场景也很多。一方面是培训类,如前面医疗方面提到过的医疗培训,还有飞行员、驾驶员,宇航员仿真训练等。nasa 一直热衷于尝试各种 vr 技术。在它的喷气推进实验室里,你可以看到各个 vr 厂商最新款甚至是未发行的头显设备,包括 valve、htc、微软、索尼、oculus、三星等。
在学生教育方面也有很多尝试,如西安某教育机构推出将k12教育中各个学科抽象的知识概念具体化;将宏观的、微观的、难点的知识点变得可视化,从而增强学生对知识点的理解,让学习变得简单高效,从而为老师减压,为学生减负。方案包括中小学vr k12学科教育、xr人工智能编程教育、vr校园安全教育等。并设计了vr未来教室,让孩子突破现实的束缚,迸射创造的火花。
军事方面
构建真实战场环境。以往的演习推演主要以地图、沙盘或兵棋等方式进行,由人工主导进行模拟交战。受技术手段限制,态势感知多以二维平面模型方式展示,无法直观呈现真实战场环境。随着现代战争向信息化、智能化方向发展,战场空间已拓展到陆、海、空、天、网等多域,这种传统推演方式已无法满足实际需求。利用xr技术可构建出信息融合、人机交互的虚拟战场环境,通过各类传感器让士兵拥有视觉、听觉和触觉,并能与虚拟世界进行互动,以此感受真实战场环境,掌握动态信息,增强训练效果。
开展实景展示教学。在传统教学中,面对复杂的装备系统,原理构造不直观、装备实操成本高、网络教学体验差等问题较为突出。通过将xr技术引入教学领域,构建实景展示模型,可有针对性地解决这些问题。例如,在航空发动机专业教学中,由于发动机系统构造复杂,难以通过二维平面图形展示。借助xr技术在教室构建发动机立体仿真模型,学员可与之互动,详细观察内部构造和工作原理,大大提高教学效果与质量。
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