引言：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality, AR）技術(shù)在近幾年大放光彩，您可能在《頭號(hào)玩家》或《黑鏡》等影視作品中看到過(guò)人們對(duì)AR技術(shù)的其奇思妙想，也可能從科普文章中了解過(guò)“元宇宙”、“數(shù)字孿生”等概念，您還可能已經(jīng)親自體驗(yàn)過(guò)AR眼鏡，并且將其應(yīng)用在您的休閑娛樂(lè)與日常辦公中。但對(duì)大多數(shù)人而言，AR技術(shù)仍然是一個(gè)新興的、不斷發(fā)展的技術(shù)，但不用著急，本文將與您一起回顧AR的發(fā)展歷史，在簡(jiǎn)單的閱讀后，相信您一定會(huì)對(duì)AR技術(shù)的潛力及未來(lái)發(fā)展方向有更清晰的認(rèn)知。

AR發(fā)展簡(jiǎn)史

AR的歷史遠(yuǎn)比人們想象得久遠(yuǎn)，我們可以將其歸結(jié)為三個(gè)階段：

階段一：20世紀(jì)初-20世紀(jì)90年代（概念發(fā)展期）

這一時(shí)期是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相關(guān)概念的緩慢發(fā)展期。此時(shí)，紡織機(jī)強(qiáng)化了人的雙手，火車(chē)強(qiáng)化了人的雙腿，計(jì)算機(jī)強(qiáng)化了人的大腦，人們又將目光轉(zhuǎn)向感官：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)，沒(méi)錯(cuò)，這便誕生增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最初定義-擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)世界感知與交互的技術(shù)。

借由這一定義，Morton Heilig在1957年設(shè)計(jì)了多感覺(jué)（多模態(tài)）顯示器 Sensorama，這一設(shè)備通過(guò)彩色顯示屏、立體音箱、氣味發(fā)射器、風(fēng)扇來(lái)模擬人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)，它可用于模擬摩托車(chē)駕駛或飛機(jī)駕駛的場(chǎng)景，這一發(fā)明率先提出了通過(guò)物理設(shè)備為人的感官傳遞信息的設(shè)想，但該設(shè)備也有其缺點(diǎn)，那就是它所模擬的場(chǎng)景只能是預(yù)設(shè)好的，無(wú)法根據(jù)人的行為而實(shí)時(shí)改變。

多感覺(jué)（多模態(tài)）顯示器 Sensorama

1956年，Sutherland 提出終極顯示器（The Ultimate Display）的設(shè)想，提出要通過(guò)感知用戶的行 為來(lái)生成與之同步可交互的計(jì)算機(jī)影像。

秉持這一理念，Sutherland在1968年基于機(jī)械三維傳感器、渲染用計(jì)算機(jī)等設(shè)備，設(shè)計(jì)了光學(xué)透視頭盔顯示器 （Optical See-Through Head Mounted Display, OSTHMD），這一顯示器不僅實(shí)現(xiàn)了同步可交互的構(gòu)想，也實(shí)現(xiàn)了虛擬畫(huà)面和顯示畫(huà)面的疊加以及頭戴式的設(shè)備形態(tài)，被稱為當(dāng)今增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備的鼻祖。同樣，這一設(shè)備除了受當(dāng)時(shí)算力不足問(wèn)題的限制，也存在過(guò)重的問(wèn)題，它也由此被戲稱“達(dá)摩克里斯之劍”。

Sutherland設(shè)計(jì)的光學(xué)透視頭盔顯示器

階段二：20世紀(jì)90年代-21世紀(jì)初（概念確立與基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)期）

此時(shí)超大規(guī)模集成電路得到迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)向著高性能、超微型方向發(fā)展，電子產(chǎn)品向可移動(dòng)性和可穿戴性發(fā)展的趨勢(shì)明顯。

1900 年，Caudell 等人將利用透視頭盔顯示器 HMD 對(duì)應(yīng)用戶所處位置顯示影像的技術(shù)明確命名為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。

1994 年暦本純一首次研發(fā)了以圖像圖案（二維碼）作為 標(biāo)識(shí)物的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)，這一便捷高效的交互方式在當(dāng)今的外賣(mài)柜、共享單車(chē)等設(shè)備中依然廣泛使用。

這一時(shí)期，光纖通信技術(shù)也在蓬勃發(fā)展，基光纖通信中的全反射原理誕生的光波導(dǎo)成像器件也漸漸從圖紙成為現(xiàn)實(shí)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的定義也在此時(shí)穩(wěn)固了下來(lái)，北卡大學(xué)的羅納德·阿祖瑪（Ronald Azuma）于 1997 年提出了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的三個(gè)重要因素：虛實(shí)融合、實(shí)時(shí)交互和三維配準(zhǔn)，如今作為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的狹義定義廣為人知。

階段三：2000 年之后（市場(chǎng)期、高速發(fā)展期）

這一時(shí)期是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)始普及的時(shí)期。
2003 年，Wagner 等人成功在平板電腦這一移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。
2007 年，索尼電腦娛樂(lè)公司 SCE（Sony Computer Entertainment Inc）發(fā)布首款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)游戲“THE EYE OF THE JUDGEMENT（審判之眼）”。
2009 年 6 月，谷歌搜索關(guān)鍵詞“augmented reality” 的關(guān)注度第一次超過(guò)“virtual reality”

自此，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)始走向千家萬(wàn)戶，不僅誕生了VR、AR、MR、XR等技術(shù)分支，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸從游戲娛樂(lè)擴(kuò)展到醫(yī)療、工業(yè)、教育培訓(xùn)、物流等領(lǐng)域，例如手術(shù)室內(nèi)的醫(yī)生可以通過(guò)佩戴AR眼鏡實(shí)時(shí)傳遞手術(shù)室內(nèi)的第一視角畫(huà)面，一線操作者也可以通過(guò)佩戴AR眼鏡來(lái)查看檢修流程、產(chǎn)品圖紙等信息，解放其雙手，提高生產(chǎn)效率與安全作業(yè)質(zhì)量。

相信隨著技術(shù)的發(fā)展，AR在續(xù)航、舒適度、性能、功能方面也會(huì)不斷進(jìn)步，取得更加廣泛的應(yīng)用前景。

審核編輯 黃宇