互聯網的下一個熱潮

    隨著互聯網的不斷發展，各種需求不斷的被發現和改善，Yahoo、Google、Youtube，Facebook、Twitter等的出現掀起一次又一次的熱潮。那么下一個熱潮將會是什么呢？

    個人認為，下一個熱潮很有可能將會是，在這里想給大家介紹的，最近在世界各地備受關注的增強現實(Augmented Reality)技術。

    首先增強現實是什么呢？

    關于增強現實有很多種定義方法，我自己的理解是：增強現實是在人們接觸到的真實世界上，疊加虛擬電子信息，對真實世界的信息進行增強或者擴張，幫助利用者們從事各種活動。

    為什么說增強現實將會是下一個熱潮

    現在的互聯網，信息量非常的巨大，然而人們對這些信息的利用過度依賴于搜索，需要輸入合適的關鍵詞才能找到自己想要的信息。除了搜索之外，有沒有更好的方式呢，能夠讓人們更加便利，隨時隨地的利用互聯網上的信息呢？

    人與人之間的溝通交流，現實世界過于生硬，虛擬世界過于遙遠，要真正找到志同道合的知己很難，有沒有介于現實和虛擬之間的一個交流平臺，幫助大家找到更多的好朋友？

    每天單調重復的生活，現實世界越來越感覺枯燥，有沒有辦法讓眼前的現實世界變得更加豐富？

    利用增強現實技術正好可以解決以上各種問題。一個可以改善和滿足新需求的技術，難道不將會是下一個熱潮？

    關于AR的暢想

    記得第一次接觸到了增強現實技術時，當時真的是非常激動，因為利用該技術可以實現的應用太多了。

    大家眼前所看到的不了解的東西，可以即時的了解到相關的信息，不再需要記住關鍵信息，拿到電腦前去搜索。

    在繁雜的地鐵站里，疊加在現實場景之上導向圖標，告訴你應該往哪邊走，就可以到達目的地。

    在旅游的時候，可以即時的了解觀光地的解說，歷史，附近的風土人情，旅館和餐廳等等。

    戴上AR的眼鏡，人們可以像X戰警里面的那樣，即時看到關于眼前的人的相關情報信息。

    當然還有很多可以應用場景，留給大家去想像。

    增強現實的歷史

    人們對增強現實的研究是從1990年代初期開始，當時需要昂貴的硬件設備。初期主要實現方式采用HMD(Head Mounted Display)。

    隨著個人電腦的性能不斷改進，2007年左右AR的概念開始逐漸的在專門的研究者之外流傳開來。

    現在小型照相設備的高解析度化，以及各種Sensor的發展，移動設備上也可以實現增強現實。HMD設備的進化，越來越接近實用。

    增強現實的適用范圍

    增強現實的適用范圍比較廣，目前在醫療，軍事和游戲等領域已經有被使用的實例：

    1、互聯網： 將現有互聯網信息附加顯示在現實信息中

    2、游戲娛樂：結合于現實的游戲，讓玩家感受更真實

    3、醫療：輔助精確的定位手術部位

    4、軍事：通過方位識別，獲取所在地的相關地理信息等

    5、古跡復原：在文化古跡的遺址上進行虛擬原貌恢復

    6、工業：工業設備的相關信息顯示，比如寬度，屬性等

    7、電視：在電視畫面上顯示輔助信息

    8、旅游：對正在觀看的風景上顯示說明信息

    9、建設：將建設規劃效果疊加在真實場景，更加直觀

    增強現實的實用例 - Future For The Past

    荷蘭首都的考古學博物館Allard Pierson Museum，將iMac作為窗口的增強現實系統MovableScreen，用來展示古羅馬的遺跡。

 

    增強現實的實用例 - The Eye of Judgment

    由索尼公司開發的，結合電視和Trading Card的增強現實型PS3游戲。將Trading Card作為標志圖片，識別后顯示相應游戲腳色CG。

    游戲網站:http://www.jp.playstation.com/scej/title/eoj/

    YouTube:http://www.youtube.com/watch?v=3oGjGlxn0a0

    增強現實的實用例 - 自動跳出的電子書

    由日本某印刷公司開發的結合AR電子書，攝像頭讀取書上的標志圖片后，在顯示器中顯示相應的3D動畫。

    官方網址:http://www.dnp-digi.com/solution/product/experience/04-3.shtml

    增強現實的實用例 - BMW的MINI汽車

    由德國Metaio公司開發的增強現實型電子雜志，訪問BMW的網站后，將雜志 放在攝像頭面前，MINI車的CG廣告會跳出來。

    官方網址:http://www.mini.de/de/de/webcam/index.jsp

    增強現實的實用例 - 古代都市"飛鳥"

    東京大學大學院情報學環池內研究所正在開發的項目"虛擬飛鳥京"，是一個采用增強現實技術的遺址復原項目。

    官方網址:http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/research/virtual-asukakyo/

    手機上的增強現實實用例 - Layer

    由荷蘭的SPRXMobile開發的手機上的增強現實瀏覽器Layer。將選擇的不動產，Wikipedia和Flickr等Layer，結合GPS信息等疊加在攝影圖像上Android程序。

    官方網址:?http://layar.com/

    YouTube:http://www.youtube.com/watch?v=nkPHDMVxKn0

    手機上的增強現實實用例 - 空間透視手機

    空間透視手機根據現在地和手機朝向，采用3D立體的方式顯示路標和觀光景點等信息，由日本KDDI公司主導開發。

    官方網址:http://www.kddilabs.jp/press/detail_102.html

    手機上的增強現實實用例 - Nearest Tube

    iPhone 3GS專用的增強現實地下鐵向導程序，App Store上最初的增強現實程序之一，用來向導倫敦等以復雜出名的地下鐵。在攝影圖像上顯示疊加上前方地下鐵車站的信息，如到達車站的距離和路線名等。傾斜之后可以看到更遠的車站的信息。

    官方網址:http://www.acrossair.com/apps_nearesttube.htm

    YouTube:http://www.youtube.com/watch?v=U2uH-jrsSxs

    手機上的增強現實實用例 - SekaiCamera

    由日本Tonchidot（頓智?）公司開發的AR應用。能夠在iPhone的攝像頭的影像上疊加顯示用戶提交的評論，圖片和動畫。2009年9月份登陸日本的AppStore，僅4天時間下載量達到10萬次。

    官方網址:http://tonchidot.com/

    實現增強現實的方式之一 - GPS + Sensor

    說明: 通過GPS取得緯度、經度和高度，通過地磁Sensor(電子指南針)取得面向的方向，通過加速度Sensor取得傾斜的角度，然后根據這些位置信息獲取相關信息后疊加顯示。

    必須裝置: 攝像頭、顯示屏、GPS、地磁Sensor(電子指南針)、 加速度Sensor

    相關項目: PlaceEngine、SekaiCamera、Layer

    實現增強現實的方式之一?- 原理簡介

    在手機上實現GPS + Sensor方式的原理圖

    采用這種方式的增強現實應用，在手機上實現最為合適。因為目前最新的手機比如iPhone 3GS和Anroid上已經具備GPS、地磁Sensor和加速度Sensor這些裝置。再加上3G的普及，無線網絡的速度提升，基本上不會覺得慢。

    目前存在GPS精度問題，地磁Sensor容易受到周邊設備(鐵磁器等)的影響。

    盡管如此，因為實現簡單，目前已經有相關應用逐步登場，采用該方式的AR將會應該會最先普及。而且準天頂衛星的發射可以將GPS誤差可以減小到1cm，以及將來下一代手機通信規格LTE(3.9G)的下行將達到100Mb/S。

    實現AR的方式之二 - Marker識別

    說明: 將Marker圖像的信息事先保存，通過圖像識別技術，在當前的圖像中查找識別Marker圖像，然后在Marker圖像上疊加相關信息。

    必須裝置: 攝像頭、顯示屏、Marker圖像

    相關項目:ARToolKit(開源項目)

    ARToolKit網址:http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/

    實現增強現實的方式之二 - 原理簡介

    采用ARToolKit實現的AR程序截圖，黑色的正方形卡片為Marker，顯示在Hiro的Marker之上的是虛擬的CG動畫。

    Marker型AR的程序基本流程是:

    1、取得攝像頭的圖像

    2、Marker的識別

    3、Marker的位置和方向檢測

    4、在攝像頭的圖像上合成CG動畫然后顯示

    實現增強現實的方式之二 - 個人看法

    個人看法：該技術目前相對來說比較成熟，其代表作ARToolKit適用方便簡單，而且因為ARToolKit本身開源，容易接觸和研究，已經被多家公司采用。并且同時也被愛好者們在其它平臺上實現，比如Flash版、Android版等。

    最大缺點在于需要事先定義Marker圖像。而且程序當中無法獲取Marker圖像以外的信息，功能擴展可能被限制。

    適用于游戲，雜志書籍和廣告等，在指定的Marker圖像上合成CG的場合。

    實現增強現實的技術之三?- 圖像分析識別

    說明: 對攝影圖像進行解析，識別出風景，物體和空間，然后疊加相關信息。

    必須裝置: 攝像頭、顯示屏

    相關項目:?PTAM(開原項目)、SREngine

    PTAM的網址:http://www.robots.ox.ac.uk/~gk/publications.html#2007ISMAR?

    實現增強現實的方式之三 - 原理簡介

    PTAM全名是Parallel Tracking and Mapping，是于ISMAR 2007上，由英國牛津大學的Georg Klein和David Murray發表的一篇論文。下面是其運行時的截圖。

    其主要原理是: 從攝影圖像上捕捉特征點，然后檢測出平面，在檢測出的平面上建立虛擬的3D坐標，然后合成攝影圖像和CG。其中，獨特之處在于，立體平面的檢測和圖像的合成采用并行處理。

    實現增強現實的方式之三 - 個人看法

    不使用特定的信息，通過對圖像進行解析，在現實圖像上建立虛擬坐標，能夠很自然的合成現實圖像和CG。可以說是AR研究的一個目標。

    目前還有很多問題有待解決。 比如需要處理數據量大，平面上的障礙物和垂直面的辨析等問題。 技術難度比較大。

    離實際使用水平還有一段距離。

    增強現實的市場

    AR的市場可以分為特定用途和一般用途。特定用途比如醫療，建設等，面向的是各領域的專家。一般用途比如游戲，向導等，面向的是普通大眾。

    一般用途又可以分為面向事物和面向人與人之間。面向事物的AR應用一般是人們有目的的偶爾使用，比如游戲用來娛樂，向導用來幫助自己快速了解一個新的地方。面向人與人之間的增強現實應用一般是人們會每天經常適用，比如結合Twitter、Facebook等社交型應用(SNS)的AR。

    從一個大的角度來說，增強現實應用的市場應該大致可以分為這三類：特定用途型，面向事物的一般用途型和面向人與人之間的一般用途型。這三種類型的增強現實應用應該會逐步登場，漸漸融入人們的生活。

    增強現實的創業

    我想世界上一定有很優秀的項目，但有的項目需要很長時間的研發，或者說投入很大，有的項目在歐美很合適，但不適合中國的文化背景。有的項目創意很新穎，但技術方面過于超前，不切合實際等等。所以最好的項目，不一定是最合適的項目。能在合適的時間，根據財力、物力以及人力找到最合適的項目是關鍵。

    增強現實技術雖然是一個很有潛力的投資項目，但也不能盲目的去追逐，需要找到一個合適的切入點。目前中國3G牌照的已經發放，中國移動即將要開始出售的Adnroid系統的OPhone手機，中國聯通引入Apple公司的iPhone，實現GPS+Sensor方式的AR應用基本要素已經完全具備。

    如何利用增強現實技術的優點，結合現有互聯網資源，整合或者創造新的應用，發現還未被完全滿足或者嶄新的需求，是問題的關鍵。

    增強現實的IDEA之一 - 圖片代替文字自動搜索

    使用想象圖是，用戶只需要打開手機的攝像頭照一下某物體，程序從攝像頭獲取的圖像進行分析識別之后展開搜索，然后將搜索結果疊加顯示在圖像上，然后顯示在顯示屏上。

    利用該程序，用戶能夠省略打開瀏覽器，輸入關鍵詞，點擊搜索按鈕的步驟，直接通過攝像頭來自動搜索。

    該IDEA涉及到技術最主要難點是圖片中物體的識別，一下子實現對任何物體的識別可能有一定難度，我們可以逐步的展開，首先實現對某種類型的物體的識別，比如：書，CD。還可以和Amazon或者當當網合作等。

    OpenCV最近發布了2.0版本，最初由Intel公司開發的一個開源項目，該Library主要用來對圖像的分析識別，性能也不錯。

    增強現實的IDEA之二 -?人臉識別記憶?

    當人的交際網越來越廣，朋友越來越多的時候，難免有所忘記。比如當某天偶然遇到以前見過的朋友時， 一下子卻想不起名字來，或者根本就不記得，那時可能會比較尷尬，也有可能因此而失去這位朋友。

    名片夾里名片太多，可能大部分自己都忘了什么時候收到的。對方是誰，長什么樣子等等，都有可能都忘得一干二凈了。

    怎么辦呢？硬盤上存儲的東西，可不會這么容易丟。所以，我們可以做這樣一個系統，以人臉為KEY，建立一個電子名片系統，利用HMD(比如：眼鏡)之類的設備來輸入人的臉相，再次遇見對方時，其電子名片會自動顯示在HMD上。

    也可以將人們在Twitter上的最新發言，顯示在人們的頭頂上。

    增強現實的IDEA之三 -?虛擬和現實之間的溝通交流平臺

    在現實生活中，人們隨時隨地都會有很多說話溝通的欲望。

    有的人喜歡說說自己對某事物的看法和意見，并且希望得到他人的認可，或者找到志同道合的朋友。

    有的人喜歡表達自己的意見，比如，在某餐館吃完飯，覺得這里味道不錯，想推薦給其他人。

    有的人喜歡寫出自己的心情，跟好朋友一起分享喜怒哀樂。

    利用增強現實可以建立基于手機，GPS，可以在隨時隨地發表言論，在線的交流，建立朋友關系，自己公開的言論可以顯示在真實的攝像中等。

    增強現實的IDEA之四 -?基于AR的GPS向導

    現在的GPS向導器，基本上主要是基于地圖來導航。然而對所在地不熟悉的人，有時很難判斷眼前所看到的地方，是否和GPS向導器在地圖上所顯示的地方相吻合。換句話說也就是不夠直觀，大家可能都需要想一下，分辨一下東南西北之后才能看明白。

    如果能將向導信息，直接疊加顯示在人們眼前所看到的街道上，一定會更加容易理解。GPS通信方式基本不變，改變數據所顯示的方式。

    現在帶有GPS功能的手機越來越多，Android和iPhone 3G S都帶有電子指南針和加速度探測器， GPS相關的應用通過手機應該會很容易普及，而不需要另外花錢購買GPS向導器。