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开发性能优异的感知系统,扩展和完善感知信息的能力,对于人们生活乃至进化都具有重要意义.“数字感知”技术不断丰富人们的感知和体验,感受不喝酒却能尝到酒味等奇幻效果,将不再是痴人说梦.
随着社会进步,人们不再满足于曾经的信息获取和沟通渠道,而是迫切寻求更真实的体验模式,寻求感知方式的突变.信息通信技术的不断发展,给生活带来了越来越多精彩应用.当今,虚拟现实( VR)的概念非常火爆,各类新产品、新应用纷纷推出,热闹非凡.不少产品已突破技术限制,产品设计、技术应用成熟度、、安全等问题也在妥善解决中.虚拟现实不再只有华丽的概念,而是不断走向成熟,为人们带来更多美好的体验.
虚拟现实可以让人体验全新的虚拟世界,满足人们的诸多梦想,即便足不出户,也能“到达”地球的另一角落,甚至另一时空.它利用计算机系统生成三度模拟空间,在视觉、听觉、触觉等感官上让人们沉浸式体验虚拟世界.
虚拟现实技术已在游戏、娱乐、艺术等领域大显身手,甚至将成为一种新的社交方式.人们可以去电影院进行山野飙车和森林冒险,在家里逛世界各大博物馆也不再是新鲜事儿；身处两地的人可以通过高度逼真的虚拟化身进行交流；不必舟车劳顿,坐在一把舒适的椅子上,只需几分钟,就能享受一段很酷的旅程；借助虚拟现实设备,不同地方的人可以坐在一起玩游戏,甚至可以听到邻座玩家的声音,看到其举止；人们可以“亲临”新闻现场,并自由移动,全视角地感知新闻动态；虚拟现实也让健身房的无聊机械运动变得有趣,使人在室内运动时,也有户外的身临其境感,以便更好地学习滑翔、攀岩、冲浪、网球等运动……
如果说虚拟现实是把现实世界的人们带入虚拟世界,那么增强现实(AR)则是把虚拟世界融入现实世界,增强人们对现实世界的感知.比如,戴上增强现实眼镜看天空,镜片上就会显示天气预报；看到一张面孔,就能显示你在何时何处见过他……增强现实技术借助光电显示、交互、计算机图形和可视化等技术,通过计算机系统产生现实环境中不存在的虚拟对象,并将虚拟对象准确地“放置”在现实环境中.这些现实环境中并不存在的虚拟信息,可被人们以视觉、听觉、触觉、嗅觉等各种方式感知,成为人们当前所处环境的一部分,从而增强对现实世界的感知.
增强现实使人们处于一种丰富的感官交互、亦真亦幻的虚实融合环境中.当红手游“精灵宝可梦Go”就是运用此项技术.玩家可以通过手机屏幕在现实环境里发现精灵,然后进行捕捉或战斗.比如,玩家面前是一片真实的海滩,那么透过手机屏幕,他能看见一只小精灵在海滩上,一旦把手机移开,只剩海滩,这就是增强现实,把虚拟事物叠加到现实里.
除了游戏,增强现实技术还在军事、航空航天、医疗、影视娱乐、制造与维修、教育、旅游、建筑规划等领域大放异彩.采用增强现实技术可以大大减少军费开支,优化军事训练和武器设计制作,同时也是外科手术可视化的辅助手段.通过磁共振成像、计算机断层扫描或超声图像实时收集病人的三维数据,并据此实时渲染出相应的虚拟信息,与病人的实际情况相融合,提供给医生更完善的信息.
虚拟现实把虚拟世界的东西呈现到人们眼前,增强现实把虚拟世界中的事物叠加到现实世界里,而混合现实( MR)则是把真实的事物叠加到虚拟世界里.把虚拟事物叠加到现实里比较容易,难的是要把现实事物叠加到虚拟世界中.因为,首先必须把现实事物虚拟化,用摄像头捕捉画面,还得把二维图像通过计算机形成三维虚拟图像（3D建模）,经过虚拟化处理之后,才能将其更好地融入虚拟3D世界里.
混合现实让人们的体验变得更直观、更沉浸.作为虚拟现实、增强现实和物联网的巧妙融合,混合现实促使虚拟现实和真实世界“碰撞”,产生一个数字物体和真实物体共同存在的空间,其数据还可以彼此交互,交互界面和使用模式也更趋自然.比如,一位工程师戴着智能眼镜从远程检查故障装置,在遇到问题时,其他工程师也可以加入协同工作,一同完成修理.混合现实不仅大大有利于开展复杂协同工作,在教育培训、技术操作、沟通合作、营销,甚至购物等方面也大有用武之地.混合现实将改变人们的消费方式,如在预定酒店或游船前,人们可以在虚拟空间里先“走”一趟,或者在网购珠宝前先在虚拟模式下试戴,还可加入、商品描述及其他相关商品推荐等有用信息.
现在,人们又提出“数字感知”的概念,将虚拟现实、增强现实、混合现实等纳入一个统一的框架中.作为面向未来的重大技术发展方向,数字感知技术利用先进的数字化手段捕获、再生或合成视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等各种来自外部世界的感官输入,以各种方式将再生的或合成的输入与自然接收的输入进行组合,同时,协助人类和机器感知组合的输入,并对它们做出反应.
为联合各界推动虚拟现实、增强现实、混合现实的技术应用和产业发展,IEEE (Institute of Electrical andElectronics Engineers．电气和电子工程师协会)推出“数字感知计划”,通过促成脑、神经与认知科学和计算机、电子工程的深度合作,进一步了解人的各种感官工作机制,并将其应用于与人对外部世界的感知体验相关的领域,如增强现实、虚拟现实、混合现实、人体增强、可穿戴、智能机器人等科技行业热点.数字感知大大提升了人和机器的感知能力,使之越来越“聪明”,越来越“能干”.借助这项技术,可以在海量图像中进行人脸精准识别；机器更向人类靠拢,开始具备情感因素,人机交互日趋顺畅,甚至可以让机器入学会写诗；读片机器人能够基于大量数据,进行特殊疾病的辅助诊断；通过声音合成,机器可以模仿许多名人的嗓音,达到“以假乱真”的效果；通过高速视觉反馈技术,机器人可以快速感知高速行动的物体方向,并会迅速躲避；汽车接入更多传感器,使车联网、无人驾驶更安全可靠；通过动态系统和多传感控制系统,机器人甚至会精准投篮……
如同农业革命加速了农业生产、工业革命产生了新的生产方式,数字革命已经重新定义了世界.人类的智慧不断进行富有创造性的技术迭代,在这场革命中,机器的视觉、语言和分析能力会不断提升,数字感知技术甚至能够帮助机器对人类产生同理心.同时,数字感知技术也在不断丰富人类的感知和体验,人们或许可以超越时间和空间,更加深入地体会他人的经历,穿透彼此间的障碍,与他人构建情感联系.
于数字感知技术而言,正在一边改变世界,一边重新定义更好的世界.
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参考文献：
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