他認為，增強現實面對政府行業、企業和公眾的不同要求，進行動態不同場景的表達方式，將會形成硬件到軟件等等相當長的產業鏈。“它會提供大量的創新創意的空間，增強現實的應有，將是又一個實現智能化的一個新的機遇。”
同時，他表示，增強現實技術面臨很多挑戰，增強現實將成為智能手機的標配，所以下一代手機必須進行升級換代，才能加強增強現實的應用普及，比如高精度頭像配置，實時定位跟蹤，所以位置、數據與物理實體的融合，將促進新的測繪標準和研究的誕生，越來越逼真的3D五顯示技術將是研究的前沿，將帶動光學、信息科學和認知科學的發展。
以下是演講實錄:
劉經南：我的題目既不是剛才本子上所寫的，也不是剛才說的，不是增強系統，是增強現實及其在導航和位置服務中的應用探討。增強現實是最近幾年發展得非?？斓囊粋€技術，我這張智能手機上的截圖，就是一個增強現實的立體，首先這是一個全景攝影的圖，一般手機攝像機不可能有這么大的市場，它是通過現實和虛擬組合在一起的，左邊是現實的房子，右邊棕色的房子是虛擬的現實，把它疊加到現實的場景上，而且在這個圖上還有很多標記，記出了一些肉眼暫時看不到的信息，這樣一種把虛擬場景和現實場景疊加在一起的技術，而且實現是一種無縫的拼接，坐標系等等嚴格的拼接，這個就叫做增強現實。我將分幾個方面來給大家講，它的概念、發展、關鍵技術、醫用以及帶來的機遇和挑戰。
增強現實有不同的定義，有一種說是實時的計算機、攝影機影像位置及其角度，并加上相應的圖像技術，這種技術的目標是在屏幕上，在虛擬的世界套在現實世界，并進行互動，這是維基百科定義的，另外一個定義是百度增強現實是一個時間空間范圍內很難體驗到的實體信息，包括聲音、味道、觸覺到，通過科學技術模擬方針以后，再疊加到現實世界被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗，這是兩個不同的定義，我認為第二個定義更準確一些，通過計算機使用將感官信息，包括聲音、觸覺等等以及導航定位信息技術直接間接的投射到現實世界環境，增強現實的目標是通過仿真等多種信息，增強對當前現實的感知并與之互動，而虛擬現實現在要把現實世界和虛擬世界拼在一起，但是虛擬現實主要是講現實世界用純粹的模擬仿真的計算機產品來替代。所以右邊這個圖是虛擬現實，而左邊這個智能手機所看到的是在攝影機上面和其他虛擬的東西疊加在一起的，它是一種增強現實。
根據這樣一個定義，我們說增強現實包括三個方面，第一個是虛擬和現實的結合，比如說這個手上就有一個人在打棒球，實際上是一個書上的一個內容，它通過三維投影或者全息顯示可以在自己的實體看得出來。第二個是實時互動，也就是說我們人或者物與環境的互動，我們的手勢互動，這個女孩在攝像機里面和遠程的一個商店在試衣服，就是實際和虛擬的衣服，在那里挑衣服，這是將來電子商務非常需要的東西。第三個就是把真實和虛擬的全方位、無縫的拼接起來，另外增強現實實際上是現實世界與虛擬世界的連續統一，無縫連接和信息深度服務。所以它是現實世界到虛擬世界的無縫連接，之間它的深度和在一起，可以從1%到100%，這樣一個聯系的來融合，實現混合現實的技術。
那么這樣一個實現虛擬場景和真實場景的疊加一般的流程，就是把虛擬場景和真實場景進行融合，我們形成一個這個人好象坐在地球旁邊在玩兒地球，他的手上就有傳感器，他一摸這個地球就會轉，他要指到那里，地球就到那里，然后告訴那個地方發生了什么事件，這是現在做氣象預報增強現實的一種方式。
增強現實的價值在于能為我們提供現實中無法直接獲取的信息，這些信息讓每個人眼中的世界更加多樣化，反過來又符合我們個性的需求。目前的LBS服務，目前已經做到街景，但是手機上的街景只是我們拍到的，它的深度內容它并不知道，比如我們街道上還有很多傳感器、攝像頭、錄音設備等等，以及現在的信息樁等等，這些都沒有在街景上體現出來，所以這就是增強現實要解決的問題。
所以增強現實的LBS服務，可以直接利用多視角的攝像頭等感知設備來做到道路、建筑與內外部辨識，我們肢體動作控制，社會信息推送，并及時疊加到割裂三維多媒體信息內容，這樣的效果就更直觀，內容更豐富，比如我們身上帶一個增強現實的投影設備，我們看到報紙是介紹美國未來的臺風情況，我們這個投影設備馬上按個電紐，就可以在報紙相關內容旁邊，來源介紹美國未來兩三天的氣候以及臺風的走向，非常直觀，可以直接在報紙上顯示，這就是增強現實的應用。
美國一個科技知名公司認為，增強現實技術，將成為人類技能增進的一部分，同三維、立體顯示與全息顯示，自動內容識別，語言問答，語言翻譯及大數據、游戲化、增強現實、云計算、NFC、手勢控制等融合以后走進尋常百姓家。
美國一家調查公司在最新公布的報告中，隨著具備增強現實功能的智能手機的迅速普及，預計到2015年，全球移動增強現實的應用程序和服務兩項收入將接近15億美元，僅次于位置搜索和游戲它的市值，這就說明它發展得很快。實際上這不是遙遠的東西，已經在走進我們生活，目前在微軟、蘋果、谷歌手機上應該出現了應用，以及在泛在測繪的場景分析中多次應用。
下面我們介紹一下它的技術發展歷程，68年麻省理工學院一位教授制造出第一臺光學穿透式頭形顯示屏、80年代在大學機構開展，90年代初期，增強現實這樣一個詞，由波音公司這位工程師提出的，它是用于顯示電路以及管線的連線路線，以及布線，大家知道波音飛機管道線路非常復雜，所以用增強現實就能夠便于理解和工人來在實地進行布設。93年加州大學開發了聽覺增強的戶外導航系統，幫助盲人語音導航，而現在語音導航也是一個增強系統，已經在很多車載上有這個功能了。97年哥倫比亞大學的一個人開發了第一代移動增強現實系統，就是這樣一個導游的機器，用于校園的導航，它只要戴上這個GPS，加上穿戴式的顯示設備和攝影機，就可以看到周圍的房子，而且與看不到的房子和我要去的地方的關系就展示在圖上，引導你到那個位置去。01年希臘電信的一些人開發了基于移動目前移動增強現實的文化遺產導航系統，用戶通過GPS定位及無線通信，在歷史遺址上感到古老建筑的3D模型。
02年奧地利格拉茲大學的一個人開發了基于移動增強的實現室內標記的定位系統，就是在室內若干系統標上去。
世界上第一個移動增強現實是諾基亞研究院開發的，它是在配備了傳感器和攝影機的手機上實現增強現實技術，這是手機上的增強現實的地圖。07年牛津大學一些專家開發了實時追蹤與繪圖并發進行的小空間增強顯示系統。08年隨著蘋果手機等一些智能設備的到來，增強了增強系統的應用。內容應用的功能更為強大，在手機上可以引導用戶找到周圍的ATM機和找到現實當中的建筑。這兩個應用都是通過GPS的電子模盤來計算信息，將信息疊加到畫面中，以達到真實的效果。
09年哥倫比亞大學另一位教授開發了移動增強現實的城市社及規劃輔助軟件Sitelens。2010年11月，微軟推出了三維體感攝影機，利用光編碼技術獲得空間中不同機理的衍射斑點，以對空間進行標記，從而確定其中物體的位置。去年3月臺灣工研院采用相機貞烈捕獲物體信息，將電視技術與三維技術相融合，就是有些電視我們不需要去現場看，只要把現場的東西錄下來弄到室內和室內環境疊加在一起，起到節省成本的作用，而且觀眾也并不會感覺到它的虛假性。今年9月份諾基亞增強現實應用City Lens正式登陸windows Pfone應用市場。
增強現實技術的研究范圍十分廣泛，涉及到信號處理、計算機圖形和圖象處理、人機界面和心理學、移動計算、計算機網、云計算等等各個領域，比如賊個HMD原理就是把虛擬圖像和現實環境結合在一起，而且關鍵是它可以動態的配景。像這個頭盔比較重，也比較貴，現在有一種比較方便的穿戴式光學顯示器，就是谷歌開發的，它在眼睛右半部，包括麥克風、陀螺儀、GPS、wifi等等來實現增強系統的應用。2013年谷歌Glass很可能還將實現類似全息圖像的顯示。另外現在還有一種技術，就是裸眼3D，不戴任何眼鏡、頭盔等等，直接用肉眼來看3D，它通過兩種原理，就是光分別直射到你的兩眼，形成立體，但是缺點是眼睛移動范圍不能太大，所以這個東西將來使的人體姿態移動更大范圍內，是它目前解決的技術難點。
全息攝影，利用光涉衍射來增強三維顯示。另外2012年北京車展，豐田車的發布，用全息投影形成一個行車助手，通過語言和駕駛者交流來提供信息，這是今年北京車展提供的一個新產品，當然還有一些空間顯示技術，就是利用一個數字投影設備，把要投影的鍵盤就投影在手上，我的手就變成鍵盤了，這些都是虛擬和現實結合在一起完成的功能。這里的關鍵技術就是有一些圖象識別技術，我們一個圖像要放到一個固定位置上去，這個簡單技術在某些固定位置放一些標記，對標記進行識別，標記是一個添置，我就把這個圖像放上去，還有自然圖象識別，通過對攝影圖像進行解析，識別各種物體。還有圖像特征技術，這也是攝影測量當中的技術，把一些特征點提出來，不同影像當中進行匹配，和現實攝影的東西進行匹配，使得虛擬圖象合現實圖像進行組合，還有相關的一些技術，主要是GNS的輔配技術，通過GNS取得高精度的坐標，通過地磁電子指南針取得方向和傾斜角度，最后根據這些位置信息獲取相關的匹配信息后疊加顯示。定位匹配是絕對定位，匹配是相對定位，計算機界叫做跟蹤與注冊技術，實際上和我們叫的是一個意思，就是對目標物體進行識別，計算機設備相對于位置，基于傳感器等等的應用。
這里面還有人機交互技術，人機交互有菜單的方式，有特殊標記方式，有體感方式，直接用人體肢體動作和手勢，跟周邊環境進行互動，并且進行高保真的通訊。
下面介紹一下應用領域，這個是從波音飛機開始應用的，還可以應用于作戰體系，對戰場環境進行分析，幫助飛行員找準目標等等。電影行業是源自于《阿凡達》把虛擬場景和現實場景融合在一起，實現低成本攝影和幻想的攝影，還可以在學習上提高應用，小孩看一本書，這本書是文字的，但是他帶來一些設備，就可以增強一些信息到這本書上去，他就可以看到內容以及與之相關的動畫場景等等。這個在電視制作領域黃色的圈就是定位場景，這個場景里面就有一個體育館，然后講解員在里面進行體育館介紹，實際上體育館是虛擬的，人是真實的，現在大家經常看到我們奧運會的廣播都有，比如選手游泳的時候，有一條突破世界紀錄的黃色的線在上面，其實現場的人是看不到的，而我們電視機前是可以看到的，這都是增強現實的應用。還有戴眼鏡可以直接在家里，上電子商務給你配上一個眼鏡，你在家里看看你戴哪個眼鏡合適。包括可以提供在家的家居設計服務，醫療可以進行更加精確的手術定位，還可以把古跡增強現實，了解它的過去和未來，以及它的演變歷史等等還有很多。
下面我們著重講一下導航位置服務中的應用，實現計算可以帶來個性化的服務，現在的車在增強，現實導航已經出來了，比如下面這個圖，上面那個圖是可以看出改觀的地方、角度和距離，以及文字的增強，下面是用紅外攝影在夜間，可以看到前面有路在跑，或者有這樣的標志在屏幕上顯示。
在向用戶傳達方位，有箭頭、道路標記，現在我們電子地圖已經普遍用了增強現實了，聽覺識別和導航系統的結合，去年我講了一個移動互聯網、物聯網的深度結合，來加強人與人之間的社交場景，這個里面有很多對話，實際上都是通過增強系統來實現場景和人的交流。在LBS位置服務當中，可以通過地圖數據庫、街景和全景攝影等等，還有導航地圖，在我們手機上顯示出某個街區你所關注的物體特征和信息，你登陸手機上可以看到商店內部，它的貨架上物品擺設，只要你點某個光斑，就可以進行顯示。包括室內的應用，現在蘋果也應用了一個室內的軟件來進行應用。室外也可以將一個新的景點介紹給用戶，你在某個街區走的時候，如果對某個建筑物感興趣，它可以點亮這個建筑物，來吸引你對這個建筑物的興趣。在泛在設備當中也有很多應用，比如把虛擬場景放到實景當中進行分析，我也在跟一些全站儀的廠家聯系，將來也可以把增強系統應用在全站儀里面。包括還可以把不同人得到的不同新起點的圖結合在一起，形成一個新起點非常豐富，而且具有時間標記和演化的不斷更新的地圖。
最后我們講它的發展趨勢，隨著多媒體的增強，我們會讓用戶跟著感覺走。隨著時空定位的增強，我們可以讓用戶跟著認知走，就是在一個手機上，提出了移動增強現實可以使你改變世界，就是我們看到的這個世界。還可以提供各種個性化的增值服務的增強現實。增強現實將成為智能手機的標準配置，成為公眾的投資熱點，成為新的經濟增長點。增強現實面對政府行業、企業和公眾的不同要求，進行動態不同場景的表達方式，將會形成硬件到軟件等等相當長的產業鏈，它會提供大量的創新創意的空間，增強現實的應有，將是又一個實現智能化的一個新的機遇。所以增強現實技術，面臨很多挑戰，增強現實將成為智能手機的標配，所以下一代手機必須進行升級換代，才能加強增強現實的應用普及，比如高精度頭像配置，實時定位跟蹤，所以位置、數據與物理實體的融合，將促進新的測繪標準和研究的誕生，越來越逼真的3D五顯示技術將是研究的前沿，將帶動光學、信息科學和認知科學的發展。謝謝！
