混合现实经典法则.doc

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混合现实是由真实现实和虚拟现实共同组成的。例如，真实的环境加上虚拟的物体共
同组成一幅（组）画面，在这组画面中我们根本无法区别哪些是真实的，哪些是虚拟的。
混合现实又分为两种情形。一种是扩展现实。上面举的例子就是属于扩展现实。另一种
是扩展虚拟（Augment Virtuality）。例如，虚拟的环境加上某些真实的物体共同构成扩
展虚拟。
扩展现实有三个基本特征。
1. 真实性：某些环境是人工创造的，因而它是虚拟的。但是在扩展现实中肯
定有源于真实现实的部分。
2. 非沉浸感：在显示扩展现实中的真实成份和虚拟成份时，均不要求观察者
沉浸其中。
3. 方位感： 真实世界的物体是被感官直接观察到或者通过某些电子综合装置
获得的（例如，水下摄像机对不明物体的摄像）。在后一种情况下，方位感成为扩展现
实迫切需要解决的问题。
真实现实、扩展现实和虚拟现实三者构成了一个真实虚拟连续统，它们之间的关系可以
用下图表示：
混合现实

®
¬
真实现实 扩展现实
扩展虚拟 虚拟现实
真实现实、扩展现实和虚拟现实
丛杭青
（ 浙江大学人文学院，浙江 杭州 310027 ）
摘要：真实现实（Real Reality）、扩展现实(Augment Reality)和虚拟现实(Virtual Reali
ty)属于同一系列的概念，它们共同组成了真实—虚拟连续统（Reality-Virtuality Continu
um）。它们是对客观存在的三种不同的认知形态,共同构成了知识世界的范围（Extend
of World Knowledge）。
关键词：真实现实、扩展现实、虚拟现实、知识世界
一
国内外已有一些关于虚拟现实(Virtual Reality)讨论。不同的学者对虚拟现实有着不同的
理解和定义。笔者认为虚拟现实是使用计算机所创造的交互式的三维空间效果，在这个
三维空间中物体有一种空间存在物的含义。它具有如下几个特征：
（1） 虚拟现实是使用计算机技术创造的，以区别电子存在和其它的远距离
感觉方法。
（2） 虚拟现实中计算机技术应用所产生的是效果而不是幻觉。

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（3） 交互性：人与程序的交互性。
（4） 三维世界：以区别文字描述的一维、二维世界。
（5） 物体有一种空间存在物的含义。
虚拟现实是人类利用特定的计算机语言或软件（如 OpenGL SDK，VRML），整合一些
特殊技术（如信息图形技术（Infographic Technologies）、人体运动跟踪技术（Human Movement Tracking Technology）、实时人体运动捕获技术（Real-Time Human Body
Motion Capture Technologies）等）和特定的输入输出设备（如头盔显示器（Head Mou nted Display)、数据手套（DataGloves）等）开发形成的一个三维人机互动系统。在这 个互动系统中,参与者不仅具有参与感，而且具有身临其境的沉浸感。随着虚拟技术的理
论和实践不断发展，这一系统已经达到了以假乱真的境界。
虚拟现实完全是由计算机技术所创造的。在虚拟现实系统中，人与真实现实完全处于隔 离状态，在虚拟现实中已不存在自然状态的物理时间和空间。人完全被虚拟现实系统所
控制。
虚拟原义是假，现实含义是真。因此，将这两个术语结合起来，属于典型的矛盾修饰法
（oxymoron）。国外的一些学者认为这样术语不容易让人们接受，所以又将它称为"合
成环境（Synthetic Environments）"、"赛博空间（Cyberspace）"、"人造现实（Artificia l Reality）"、"模拟技术（Simulator Technology）"等。国内在引进这一术语时，有人曾 认为虚拟现实易于"客观现实"这一术语相混淆，故提议译作"灵境"。但是，"虚拟现实"
这一术语还是被绝大多数人所接受的。
我们在论及虚拟现实时，国内不少人将虚拟现实与"客观存在"和"客观现实"相提并论。
严格的说，客观存在和客观现实是哲学上的概念，与虚拟现实不属同一系列的概念。本
文认为虚拟现实与真实现实和扩展现实属于同一系列概念。对它们进行考察时应该注意
它们之间的相关性。
真实现实有二种含义： 一是作为客观存在的真实现实。 它们是被人类认知了的客观存在， 与人类处于交互作用之中。在此意义上，真实现实是人类赖以生存的基础。二是作为知 识形态的真实现实。它们是人类对于客观存在的认知结果。当我们在讨论与扩展现实和 虚拟现实相对应的真实现实时，真实现实指的是一种知识形态。作为知识形态的真实现 实或者是通过感官认知的方式获得的，或者是以视频窗口方式（如对实景的摄像）获得 的。这两种方式中，前者是直接的，后者是间接的。我们将在本文的第二、三节中分别
予以考察。
客观存在是一个哲学范畴。它所表达的是不依赖于人类主观意识而独立存在事物的总
和。被人类所感知的客观存在就是客观现实。这也是真实现实的第一层含义。
真实现实和虚拟现实是人类对客观存在认知的两个极端形态。处于这两个极端之间的就
是扩展现实（Augment Reality），扩展现实也称作为混合现实（Mixed Reality）。其实
这两者还是略有区别的，我们将在下文中论及。不过扩展现实术语更能反映人类的认知
能力和形态，因而更能为人们所接受，除特殊说明外，我们将在等同的意义下使用扩展
现实和混合现实。

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混合现实是由真实现实和虚拟现实共同组成的。例如，真实的环境加上虚拟的物体共同
组成一幅（组）画面，在这组画面中我们根本无法区别哪些是真实的，哪些是虚拟的。 混合现实又分为两种情形。一种是扩展现实。上面举的例子就是属于扩展现实。另一种
是扩展虚拟（Augment Virtuality）。例如，虚拟的环境加上某些真实的物体共同构成扩
展虚拟。
扩展现实有三个基本特征。
1. 真实性：某些环境是人工创造的，因而它是虚拟的。但是在扩展现实中肯
定有源于真实现实的部分。
2. 非沉浸感：在显示扩展现实中的真实成份和虚拟成份时，均不要求观察者
沉浸其中。
3. 方位感： 真实世界的物体是被感官直接观察到或者通过某些电子综合装置
获得的（例如，水下摄像机对不明物体的摄像）。在后一种情况下，方位感成为扩展现
实迫切需要解决的问题。
真实现实、扩展现实和虚拟现实三者构成了一个真实虚拟连续统，它们之间的关系可以
用下图表示：
混合现实

®
¬
真实现实 扩展现实
扩展虚拟 虚拟现实
图1 真实虚拟连续统
扩展现实与虚拟现实的区别是显而易见的。在虚拟现实系统中，人具有沉浸感。视觉、
听觉、嗅觉、味觉、触觉部分或全部处于计算机系统控制之中。人失去与真实现实的一 切联系。扩展现实则不同，它是将虚拟的物体融合到真实的环境中，或者将真实的物体 融合到虚拟的环境中。在扩展现实中，人可以感受到真实世界的存在。当然，扩展现实 所展现出来的世界并不完全是真实现实。它们中的虚拟成份是对真实现实的扩展。真实 现实受物理法则的支配，而虚拟现实不受物理法则支配。在扩展现实中，如何将真实的
部分和虚拟的部分完美无缺地融合在一起，这已成为计算机领域中热门话题。
就其实际应用价值而言，扩展现实远远大于虚拟现实。例如，在人工心脏手术中，可以 在计算机上实时捕捉人体胸腔内动态图像，同时将人工心脏作为虚拟物体加进动态图像 中，进行虚拟物体与真实环境的匹配。再如，扩展现实在体内肿瘤的诊断中也有广泛的
应用。扩展虚拟在文物保护中可以起到重要的作用。一座孤零零的古代建筑（真实物体） 可以放在一个虚拟的环境中，从而确定保护文物的最佳环境。除了医学、文物保护之外，
扩展现实在建筑装修、军事侦察、宇宙空间探索等领域应用也极为广泛。
二

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