在許多知名的科幻電影中，人們看到了虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景。其實(shí)，這個(gè)概念如今已走入現(xiàn)實(shí)世界。
虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，以下簡(jiǎn)稱VR）技術(shù)是通過(guò)特殊設(shè)備將用戶的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多個(gè)感知系統(tǒng)連接至模擬仿真的三維虛擬世界。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，以下簡(jiǎn)稱AR）技術(shù)則是將虛擬信息疊加在物理實(shí)體上，形成虛實(shí)融合的新世界。用戶可以自由地與其中的虛擬信息、物理實(shí)體實(shí)時(shí)交互。如果說(shuō)VR技術(shù)是為用戶創(chuàng)造了另一個(gè)世界，AR技術(shù)則把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)帶到了真實(shí)世界中。
AR技術(shù)廣泛運(yùn)用了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、智能交互、傳感等多種技術(shù)手段，不僅能體現(xiàn)出真實(shí)世界的內(nèi)容，也能顯示虛擬的信息。AR技術(shù)在走入普通人生活和工作的同時(shí)，也改變了許多行業(yè)原有的商業(yè)模式和生產(chǎn)方式。
AR技術(shù)已在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用
AR技術(shù)的起源，可追溯到電影制作人兼發(fā)明家Morton Heilig在20世紀(jì)50年代發(fā)明的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)觀影體驗(yàn)設(shè)備。這一設(shè)備同時(shí)運(yùn)用了圖像、聲音、氣味和震動(dòng)，讓人們感受到在紐約布魯克林街道騎摩托車風(fēng)馳電掣的場(chǎng)景。AR技術(shù)也由此發(fā)展起來(lái)。
國(guó)外在AR技術(shù)上起步較早，并已陸續(xù)推出系列產(chǎn)品，目前的應(yīng)用主要側(cè)重于輔助教學(xué)與培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)研究與訓(xùn)練、軍事偵察及作戰(zhàn)指揮、精密儀器制造與維修、遠(yuǎn)程機(jī)器人控制等消費(fèi)級(jí)、企業(yè)級(jí)市場(chǎng)和軍事領(lǐng)域。
如今，用戶期望更大程度上從2D轉(zhuǎn)移到沉浸感更強(qiáng)的3D，從只使用語(yǔ)言功能升級(jí)到視覺(jué)等在內(nèi)的全方位體驗(yàn)。在這方面，AR技術(shù)與VR技術(shù)相比，更能滿足用戶的需求，且已在商業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，一定程度上改變了消費(fèi)者、企業(yè)與數(shù)字世界的互動(dòng)方式。
AR技術(shù)為數(shù)字營(yíng)銷開(kāi)拓了全新的模式。例如，在移動(dòng)設(shè)備上將各種虛擬信息準(zhǔn)確疊加在周邊實(shí)景物體上，可實(shí)現(xiàn)商品促銷活動(dòng)的精準(zhǔn)推送；在產(chǎn)品展廳、展會(huì)或產(chǎn)品推廣網(wǎng)站上，把產(chǎn)品3D模型疊加在宣傳冊(cè)或展臺(tái)上，可以展示產(chǎn)品外觀及功能，增進(jìn)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品細(xì)節(jié)的了解。越來(lái)越多的科技展館也開(kāi)始利用AR技術(shù)，為參觀者帶來(lái)的安全逼真的交互體驗(yàn)。
在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，基于VR技術(shù)輔助的設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用，受限于展現(xiàn)和交互方式，無(wú)法表現(xiàn)設(shè)計(jì)作品或仿真設(shè)備在現(xiàn)實(shí)環(huán)境的真實(shí)比例，并且缺乏人與虛擬模型自然互動(dòng)的能力。人們利用AR技術(shù)，結(jié)合相關(guān)硬件平臺(tái)，則可以以第一視角在實(shí)景中展示設(shè)計(jì)作品或仿真設(shè)備的外觀，并與虛擬模型開(kāi)展人機(jī)互動(dòng)。這有效解決了VR的技術(shù)難題，是輔助工業(yè)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、裝潢設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)及設(shè)備仿真的全新方向。
可有效輔助電網(wǎng)生產(chǎn)作業(yè)各環(huán)節(jié)
隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大和新型設(shè)備不斷投產(chǎn)，電網(wǎng)設(shè)備制造安裝、運(yùn)維檢修等工作面臨資料繁雜、步驟多、拆裝精準(zhǔn)度要求高等問(wèn)題。傳統(tǒng)的作業(yè)模式已不能適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需求。目前，基建和運(yùn)檢移動(dòng)應(yīng)用的普及使作業(yè)人員可以用手機(jī)、平板電腦實(shí)現(xiàn)部分現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)采集、同步及分析。但移動(dòng)應(yīng)用在交互時(shí)占用雙手，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)協(xié)作能力也有待加強(qiáng)。
AR技術(shù)可將真實(shí)環(huán)境和虛擬物體實(shí)時(shí)疊加到同一個(gè)畫(huà)面或空間，通過(guò)穿戴設(shè)備實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、頭部動(dòng)作等多種友好交互，為作業(yè)人員提供智能服務(wù)。對(duì)電網(wǎng)企業(yè)而言，AR技術(shù)可有效輔助電網(wǎng)設(shè)備制造安裝、運(yùn)維檢修作業(yè)過(guò)程，為作業(yè)人員提供直觀便捷的作業(yè)指導(dǎo)，提升現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的質(zhì)量、效率及安全水平，并能輔助提升電網(wǎng)設(shè)備的健康水平。
基于AR技術(shù)的智能裝配方法可為作業(yè)人員提供直觀、便捷、智能的裝配指導(dǎo)，降低大型設(shè)備安裝難度，提高設(shè)備安裝的整體質(zhì)量和作業(yè)效率。
在運(yùn)檢現(xiàn)場(chǎng)，作業(yè)人員利用AR技術(shù)的主動(dòng)引導(dǎo)、自動(dòng)識(shí)別等手段，能減少定位設(shè)備、查找資料、核對(duì)數(shù)據(jù)及溝通聯(lián)絡(luò)的時(shí)間，快速完成作業(yè)任務(wù)，提高工作效率。AR技術(shù)還有利于實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化。
此外，AR技術(shù)具備的語(yǔ)音輔助、遠(yuǎn)程協(xié)助、系統(tǒng)智能分析等手段，能實(shí)現(xiàn)單人操作，有效減少單位任務(wù)的作業(yè)人員；智能分析手段能快速有效判斷作業(yè)完成情況，監(jiān)視人員狀態(tài)，防止意外發(fā)生。
AR技術(shù)于2015年起被引入電網(wǎng)企業(yè)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司、南瑞集團(tuán)有限公司等單位圍繞AR技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)展了一系列關(guān)鍵技術(shù)研究和設(shè)備研制。其中，聯(lián)研院于2015年開(kāi)始探索研究AR智能感知交互技術(shù)，2016年深入研究了AR智能穿戴設(shè)備基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)技術(shù)，并于2017年在重慶率先開(kāi)展了AR技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證。
目前，聯(lián)研院正依托AR等方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展多個(gè)科研項(xiàng)目研究，相關(guān)項(xiàng)目已在江蘇無(wú)錫、陜西西安、重慶等地試點(diǎn)應(yīng)用，降低了變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和歷史數(shù)據(jù)的獲取難度，極大提高了生產(chǎn)一線人員的工作便利性和效率。未來(lái)，AR技術(shù)應(yīng)用有望在變電站得到進(jìn)一步推廣，還可應(yīng)用至發(fā)電、石化、制造、交通、航空航天等行業(yè)，發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
（作者單位：全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司）
