【导读】科幻电影似乎总是预示着科技的发展方向，而科技的发展也往往不负众望地创造了电影里几乎真实的幻像。近年来，人们欣赏的许多科幻电影里的“超”现实技术已经变成现实，今天，我们就来谈谈电影里的那些高科技人机交互技术。
智能语音交互
说起电影中运用语音技术最经典的桥段，当数电影《真实的谎言》里施瓦辛格扮演的特工形象。最初，最受科幻影片制作者欢迎的恐怕就是语音控制了，原因很简单，语音界面最直观，更重要的是非常省钱不需要任何特效，只需要演员们装模作样，就能塑造出未来世界的高科技感，所以语音控制算是最早引入科幻影片中一项技术。
语音技术的发展始于上世纪20年代，经过几十年的研究探索，该项技术已逐渐成熟，不仅在电影上，其在现实生活中的应用领域也及其广泛，包含电子侦听、多媒体娱乐以及新闻播报等等。
人机语音交互技术定义总结如下：机器人识别并分析提取语音信号语义特征信息，与标准信息库中语义特征相对比，输出相应的文字或转化成我们想要的输出结果。其交互对象包括人与人之间（语音远距离通信）、机器人和人、机器和机器之间，该项技术让不同交互对象可以自由地进行高效细腻传递。其需完成身份认证、语义理解、语音应答、语音压缩编码。
现有比较成熟的技术有ASU、ASR系统。其结构包括预处理模块、特征提取模块、训练语音模型、模式匹配、识别测试模式、通过训练产生的词汇表进行识别判断，进行句法分析完成予以分析。语音的预处理主要包括：噪声消除noise detection、端点检测endpoint detection、加强high frequency enhancement。
人机语音交互技术是一门综合技术，是信号处理的分支研究方向。其涉及的领域广泛，包括生理学、心理学、语言学、计算机科学以及人的体态语言（人在沟通交流时其表情、手势、形体动作是有其含义包含在其中的）。
指纹识别
在现实中，美国FBI(美国联邦调查局)和法国巴黎警察局于上世纪60年代才开始研究开发指纹自动识别系统，并将其用于刑事案件侦破，如今这项技术已高度商业化，不少笔记本电脑都配备了指纹识别功能。在当下的电影里，关于指纹识别的画面仍然很频繁。比较具有代表性的是施瓦辛格在电影《第六日》里运用的指纹识别技术，以及尼古拉斯·凯奇分别在《勇闯夺命岛》和《国家保障》中展现的这一技术效果。
在过去，指纹识别主要应用于打卡、门禁或银行金融服务，不过随着移动互联网的到来，包括信息安全、移动支付等应用大量需求生物识别认证，指纹识别逐渐成为各大手机厂商追捧的卖点和标配。
指纹识别模块是通过特定的感应模组实现对于个体指纹特征的识别。简单来说，每一个指纹手机都会拥有一个指纹识别模块，通过该模块将用户的指纹收集并转化成数据，存储在手机存储的特定区域，在使用的时候进行调用，而不同的指纹识别技术收集指纹的方式也有所不同。根据收集指纹的方式不同，指纹识别模块目前主要分为光学式指纹模块、电容式指纹模块、射频式指纹模块。
光电式指纹模块是利用光线反射成像识别用户指纹，该类型指纹模块对使用环境的温度湿度都有一定的要求，并且在识别准确度上并不理想，再加上这种模块一般会占用更大的空间，使其难以在手机端有所作为。
电容式指纹模块是利用硅晶元与导电的皮下电解液形成电场，指纹的高低起伏会导致二者之间的压差出现不同的变化，借此可实现准确的指纹测定。该方式适应能力强，对使用环境无特殊要求，同时，硅晶元以及相关的传感原件对空间的占用在手机设计的可接受范围内，因而使得该技术在手机端得到了比较好的推广。目前的电容式指纹模块也分为划擦式与按压式两种，前者虽然占用体积较小，但在识别率以及便捷性方面有很大的劣势，这也直接导致厂商全都将目光锁定在了操作更加随意、识别率更高的按压式电容指纹模块。
射频指纹模块现阶段包含无线电波探测与超声波探测两种，原理与探测海底物质的的声纳类似，是靠特定频率的信号反射来探知指纹的具体形态的。这一类指纹模块最大的优点便是手指无需与指纹模块相接触，因而不会对手机的外观造成太大影响。基于这一点，射频指纹模块也成为了未来指纹识别的主要发展方向之一。
对于指纹识别来说，一切在刚刚开始。未来指纹识别若想普及到千家万户，还需要终端及系统厂商努力挖掘除移动支付之外的指纹应用。除了手机等移动终端，可穿戴物联网将是指纹识别下一个重点方向。
虚拟现实
虚拟现实技术是用计算机生成逼真的三维视听觉等感觉，使人作为参与者，通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验与交互作用。 上世纪80年代，美国VPL公司创建人拉尼尔提出了“虚拟现实”VR(VirtualReality)的观点，目的在于建立一种新的用户界面，使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中，并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中环游，创造出一种身临其境的感觉。
电影里这样的场景很多，如影片《阿凡达》等，该影片的制作者通过这项技术展现太空飞船内部操作的场景。在现实生活中，虚拟现实技术已民用化，人们可以在展览和商场中见到利用这项技术制作出来的场景。
虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
虚拟现实（Virtual Reality）技术本质上说是一种高度逼真地模拟人在现实生活中视觉、听觉、动作（甚至包括嗅觉）等行为的人机交互技术；这种信息处理系统已不再是建立在单维的数字化空间上，而是建立在一个多维的信息空间中，虚拟现实技术就是支撑这个多维信息空间的关键技术。综合运用“虚物实化”和“实物虚化”，使得虚拟环境中既有计算机创造出来的虚拟实体，又有真实世界物景。
增强现实与眼部跟踪技术
与虚拟现实技术不同，增强现实技术是在现实中引入虚拟界面，微软公司推出的Surface就是这项技术很好的代表。例如在电影《钢铁侠》中，当主人公穿上钢铁衣后，他操作时头盔内部的界面就是通过增强现实技术来实现的。另外，该影片中有关眼睛的跟踪，如钢铁侠在头盔中所查看的各个部件的信息就是用眼部跟踪技术来实现的。
一个典型的AR系统结构由虚拟场景生成单元、透射式头盔显示器、头部跟踪设备和交互设备构成。其中虚拟场景生成单元负责虚拟场景的建模、管理、绘制和其它外设的管理；透射式头盔显示器负责显示虚拟和现实融合后的信号；头部跟踪设备跟踪用户视线变化；交互设备用于实现感官信号及环境控制操作信号的输入输出。
首先透射式头盔显示器采集真实场景的视频或者图像，传入后台的处理单元对其进行分析和重构，并结合头部跟踪设备的数据来分析虚拟场景和真实场景的相对位置，实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算；交互设备采集外部控制信号，实现对虚实结合场景的交互操作。系统融合后的信息会实时地显示在头盔显示器中，展现在人的视野中。
AR技术有着广泛的应用场景，总结来说，AR能够将虚拟的场景引入现实当中，这点在机械制造、医疗、军事、电视转播、教育、考古、旅游、建筑等9个领域都有着的独特的优势和价值。
