混合现实中的虚实融合与人机智能交融

作     者：陈宝权 秦学英 Baoquan CHEN;Xueying QIN

作者机构：山东大学计算机科学与技术学院济南250101 

出 版 物：《中国科学：信息科学》 (Scientia Sinica(Informationis))

年 卷 期：2016年第46卷第12期

页      面：1737-1747页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号:2015CB352500) 国家自然科学基金(批准号:61672326 61173070)资助项目 

主　　题：混合现实 虚实融合 社会化融合 智能融合 

摘      要：混合现实技术与虚拟现实技术的进展,受到全球各界的广泛关注,并迅速引发了在教育、医疗、游戏等各个领域对未来的展望.混合现实旨在将虚拟世界与现实世界融为一体,由于其视觉景象是视点依赖的,因此穿戴式头盔显示器提供了可沉浸式观察混合现实场景的基础工具,并由计算机提供与用户观察适配的虚实融合景象.然而,虚实融合景象的生成,本质上是相异时空场景的相互嵌入,依赖于空间几何与光照环境的共享与相互作用,即几何一致性与光照一致性;在社会学意义上是行为规范的融合,需要符合人类社会学与心理学的规律,即行为一致性.混合现实提供了用户与虚拟世界交互的自然界面,通过对人类动作和行为的理解,在现实世界的时空中搭建用户与虚拟世界的桥梁,在客观上具备对虚拟世界与现实世界联结的直观性.在此虚实混合的世界中,人类智能可以通过对虚实混合场景的观察来理解世界,通过自然交互按需驱动机器对虚拟世界施加影响,并临场获得计算机对场景或者数据的反馈,从而实现人类与计算机的沉浸式深度交互,进而实现机器智能与人类智能的深度融合.从非穿戴式到穿戴式设备实现了混合现实的沉浸感,从静态场景到有人类活动的场景实现了混合现实的社会化属性,而虚拟世界从具体场景扩展到大数据时代的数据可视化分析语义,则使混合现实成为人类智能与机器智能交互融合的平台.