北京理工大学 增强现实智能医疗实验室

在信息爆炸的时代，信息的呈现和交互越来越重要，成为人类生产力和创造力决定性的因素。

人类以多种感官感知世界，视觉是最重要的一种方式。人类历史上出现的第一块屏幕是电影银幕；紧随其后的电视屏幕脱离了电影院的地点限制，拉近了影像与人们的关系；而移动屏幕的出现，合理化了人们的碎片时间，成为人类生活生存的必备工具。随着AR/VR的发展，人和屏幕的关系发生了变化，出现了第四块屏幕——VR/AR屏。

随着科技的发展，一些屏幕例如电视显示屏越做越大，如电影屏幕发展到IMAX，穹顶屏幕；但也有一些屏幕却越做越小，例如如Ipad、Iphone、Iwatch等便携式移动终端。

AR/VR结合实现了“多屏合一”，屏幕不再有界限，也就意味着失去了硬边界。未来，技术将会突破人和信息之间的物理限制，实现人与信息的全天候的深度融合。“无屏”时代显示设备的发展方向是“感知无”、“视之无”、“触之无”。

今天，海量信息完全超出了人类的承受能力，更深度的融合导致了更大的信息处理负担，只有通过AI，人们才能有效地利用庞大的信息资源，AR/VR是AI的最佳呈现平台，AI为“无屏”显示提供了高效有用的内容。

AR/VR最常用的显示设备是头戴式显示设备，许多技术痛点还没有完全解决。“无屏”呈现的技术需求是：
感之无——穿戴勿扰化：
低重量、小体积、薄尺寸；
视之无——显示透明化：
可透视、大视场、真三维；
触之无——交互自然化：
手势交互、语音交互、实体交互。

这些技术需求也给科研团队提供了更为广阔的研究思路。王涌天教授团队在光学自由曲面、光场、全息摄影、波导等研究领域取得了突破，并应用到智能穿戴设备领域。

医生佩戴AR头显，能够将手术前期获取的CT影像，和真实观测到的病人组织进行叠加,这种混合渲染方法已经广泛应用于临床诊断和手术导航中。
天宫二号里的宇航员使用的心理舒缓系统，AR技术能够让身在宇宙的宇航员体会到可以和家人一起过节的快乐。

AR/AI正在改变我们的生活，未来将出现更多面向大众的广阔应用，如在家中的虚拟体验，旅游时的实时翻译，无人驾驶的导航等。

纵观人类进化史，从四脚爬行到直立行走，从刀耕火种到驼背垂头、凝视屏幕，而今AR/VR技术的到来，让人类解放了双手、站立起来。正如王教授展现的手绘“进化图”，是架在鼻梁上的AR眼镜，让人类第二次“站立”起来。

“未来，AR眼镜或替代手机，成为下一代移动终端。” 因为手机不管屏幕做得多大，它的视场角也不会超过5°，而最新的透视头盔视场角已经能够达到120°。未来5G也将为AR+AI技术快速发展插上“翅膀”。

王涌天，教授，北京理工大学光电学院和计算机学院博导，教育部长江学者特聘教授，北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心主任。兼任全国政协委员，科技部云计算和大数据国家重点研发专项专家组副组长等职。成为国内首批“海归”人才，他长期致力于技术光学和虚拟现实领域的教学科研工作，并带出了一支朝气蓬勃、成果频出的科研队伍。
王涌天所在的北京市混合显示和新型显示工程中心围绕人机交互技术的开发和应用、新型三维显示技术的研发与工程化、虚实融合显示技术研发与工程化等开展了系列研究，取得了丰硕的成果。2017年，该中心顺利通过绩效验收，并获得优秀成绩。

2018年1月8日在人民大会堂隆重召开了国家科学技术奖励大会，党和国家领导人出席大会并为国家科学技术奖获奖代表颁奖。王涌天教授主持完成的“交互式显示关键技术及应用”项目获得国家技术发明奖二等奖。