第11版:科技前沿 PDF版下载

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■本期观察:任增荣  吴方兵  刘桓玮

教育领域沉浸体验
建筑领域技能培养
航空领域仿真训练

近年来,随着电子显示技术的发展,诸如虚拟现实、增强现实、混合现实等现实增强技术给使用者带来全新视觉感受和交互体验。混合现实技术作为融合虚拟现实、增强现实技术发展而来的新型交互技术,实现了虚拟场景与真实世界的无缝衔接。这不仅成为开启新一代交互革命的钥匙,还为教育、建筑、航空等领域带来新机遇。

教育领域沉浸体验

虚拟现实技术通过生成三维虚拟学习环境和借助头戴显示设备,使学习者获得良好的沉浸感。但由于学习场景是根据计算机建模技术生成的,因此在真实性体验上难以满足学习者需求。增强现实技术可将学习内容通过虚拟物体叠加的方式,进行可视化处理。但虚拟场景和现实景象间依然存在较大视觉差异,会对沉浸式体验效果造成一定影响。

混合现实技术则促进了虚拟世界和真实世界的联结,在构建多重感觉通道基础上,将人的感觉延伸到新创建的学习场景中。该场景可充分调动视觉、听觉、触觉甚至嗅觉等感官,将有效提升学习者的沉浸感、代入感,并能帮助学习者迅速进入学习状态,促使学习效率提升。

建筑领域技能培养

建筑行业工人往往需要在脚手架、屋顶、钢架等多种高风险环境中工作,由于工作性质等原因,要求新手在开始正式工作前,必须具备一定的技能水平与安全意识。

混合现实技术会为受训者呈现高空脚手架等模拟建筑环境,受训者可在其中进行各种类型的模拟训练。此外,混合现实技术虚实融合的特性,可将工程设计模型叠加到施工人员的视觉场景中,与文字描述、图纸标绘等传统工程设计图呈现方式相比,该方式具备直观、易理解、提高施工效率等特点。

航空领域仿真训练

在航空领域,基于各类现实增强技术的仿真训练系统,具有低风险、高效益及不受气候条件影响和场地限制等独特优势,并能为飞行员、航天员提供充分的训练机会。

混合现实仿真训练系统可实现虚拟景象与真实环境的相互融合,在呈现真实世界基础上,又可将当前时空不存在的物体反映到受训者视觉范围中,从而为受训者提供逼真的模拟飞行环境。

此外,混合现实仿真训练系统能实现听觉、触觉等综合感知的交互,与传统模拟器相比具有明显优势。

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