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新“视”界!XR技术有哪些“杀手级”应用?

2022-03-09



说起虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等沉浸式技术,许多人并不陌生,VR眼镜、AR头盔和MR显示器等应用产品已经开始走进人们的生活。由此,带来一个新的概念——扩展现实(XR),其中"X"是一个变量,代表任何当前或未来的空间计算技术。。它是指通过计算机、人工智能等技术以及可穿戴设备产生的一个真实与虚拟结合、可人机交互的环境。扩展现实(XR)包括虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR),被称为未来虚拟现实交互的最终形态。



XR业务形态丰富,产业潜力大、社会效益强,以虚拟现实为代表的新一轮科技和产业革命蓄势待发,虚拟经济与实体经济的结合,将给人们的生产方式和生活方式带来革命性变化。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,“VR/AR/MR”的时代已开启。


01

游戏方面


虚拟现实/增强现实在游戏方面的应用将成为当前拉动产业发展的重要动力。尤其是VR视频游戏,为用户带来更为真实而强烈的感官刺激,而庞大的用户基数以及核心玩家对于新技术的开放性态度使得VR游戏成为最先发展起来的 VR大众市场。AR游戏还在起步阶段。



受欢迎的VR游戏有射击类游戏、冒险类游戏、体育类游戏、解密类游戏、养成类、场景体验。最受欢迎的就是射击类游戏,如《Beat Saber》,一款VR和音乐结合的游戏,俗称“光剑”,玩家根据音乐节拍挥舞手中的光剑劈砍节奏方块,并且闪避障碍。还有《半条命:艾利克斯》,获得了媒体和玩家的一致认可,被称为“真正意义上的VR 3A大作”。


《半条命:艾利克斯》


中国VR游戏也在逐渐崛起,由国内团队Caveman Studio研发的VR游戏《Contractors VR》于2020年12月4日上线Oculus Quest头显平台,上线后该游戏即登陆2020年Steam畅销VR游戏榜单。据了解,该版本上线1个多月,收入已超100万美元。国内2021年1月,赛博朋克风+情感悬疑《A.D. 2047》VR原生互动电影式游戏已经发布,标志着中国VR游戏的崛起。游戏以重庆为创作蓝本,虚构了一个30年后的赛博朋克科幻世界。通过UE4高逼真的游戏特效,丰富的QTE轻度交互,例如情景对话、射击、搏斗、解密、装置艺术等,让玩家身处其中,推动故事发展。


 Contractors VR

02

社交方面



在社交方面也有很多应用,虚拟现实/增强现实开启社交网络 2.0 时代。XR社交突破了传统社交的空间限制,通过虚拟化身、表情识别等更加精细丰富的交互方式,深化网络社交体验。目前 VR 社交代表性产品如 High Fidelity、Facebook等。High Fidelity 产品延续了《Second Life》的理念,旨在打造一个多元化的小型VR虚拟社会,人们可以在里面体验类似现实生活却又超于现实的社交体验;Facebook的VR社交平台Horizon在2020年8月开放注册,可以在VR中与朋友一起探索,游玩和创作的社交体验。



2021年微软在IT盛会Ignite2021上与任天堂合作展示的HoloLens版《Pokemon Go》。这个版本与此前的移动端版本有所不同,玩家可与宠物小精灵进行直接的互动,而且两位玩家在现实中相遇,能够看到彼此的宠物小精灵,来一场宠物小精灵Battle。


HoloLens版本《Pokemon Go》


03

影视方面


虚拟现实/增强成为影视的一种全新表现形式。AR特效已经成为电影制作的重要环节,大片中震撼的特效很多都是通过AR技术将虚拟场景或者虚拟物品融入到情节中的。VR影视赋予了观众身临其境的沉浸体验,一方面表现为对分辨率、刷新率、色深、视场角、3D、低时延等更高画质的持续追求。另一方面,凸显出虚拟现实人机交互这一核心特质,影视游戏化趋势显现,即观众能够自主选择观影视角,甚至影响情节走向,实现“一千个人眼中,有一千个哈姆雷特”的多结局电影。


综艺节目《2022中国诗词大会》分享诗词之美、引领人们感受诗词之趣。第七季诗词大会在弘扬中华优秀传统文化的内核下,赛制全面创新,带来与以往不同的诗词新体验。



本季诗词大会以千年敦煌的恢弘穹顶作为灵感来源,共使用3台hecoos虚拟制作服务器,装载Unreal Engine 4引擎共同搭建XR虚拟场景,将千人团影像集合,并艺术性地幻化为旋转向上的天阶,营造出一种“欲与天公试比高”的攀登感。节目现场百人团与云上千人团共同吟诗,呈现古今碰撞、四海共读的场景。




而直播,VR、AR当前已经成为必要元素。尤其是在晚会/节目直播中大放异彩。VR直播可以让用户更自由的角度去观看表演,如《舞蹈风暴2&时空凝结》8K VR直播,可以体验在舞台中央更近距离,更自由的欣赏舞蹈细节。而晚会的AR特效则是非现场用户的独享体验。最近比较火爆的晚会或都少不了吸睛的AR特效。如央视春晚牛起来节目,还有灯火里的中国的场景渲染,都是AR/MR特效的典型应用。


2021春晚《牛起来》刘德华“现场”表演


04

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。



05

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。


VR应用于医疗场景

06

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。


NASA VR 训练场景


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。


VR未来教室

07

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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END



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