增強現(xiàn)實技術

1、增強現(xiàn)實技術（AR）一、AR定義:增強現(xiàn)實技術AugmentedReality，簡稱AR，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現(xiàn)實世界并進行互動。這種技術由1990年提出。隨著隨身電子產(chǎn)品運算能力的提升，預期增強現(xiàn)實的用途將會越來越廣。二、技術原理：增強現(xiàn)實技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息（視覺信息，聲音，味道，觸覺等）,通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而到達超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和

2、虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。增強現(xiàn)實技術，不僅展現(xiàn)了真實世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。增強現(xiàn)實技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多傳感器溶合、實時跟蹤及注冊、場景融合等新技術與新手段。增強現(xiàn)實提供了在一般情況下，不同丁人類可以感知的信息。三、主要特點AR系統(tǒng)具有三個突出的特點：真實世界和虛擬世界的信息集成；具有實時交互性；是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。AR技術可廣泛應用到軍事、醫(yī)療、建筑、教育、工程、影視、娛樂

3、等領域。四、組成形式一個完整的增強現(xiàn)實系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結、實時工作的硬件部件與相關的軟件系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)的，常用的有如下三種組成形式。一Monitor-Based在基丁電腦顯示器的AR實現(xiàn)方案中，攝像機攝取的真實世界圖像輸入到電腦中，與電腦圖形系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬景象合成，并輸出到屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。它雖然簡單，但不能帶給用戶多少沉浸感。Monitor-Based增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方案如下歹U圖所示。二光學透視式頭盔式顯示器(Head-mounteddisplays,簡稱HMD)被廣泛應用丁虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，用以增強用戶的視覺沉浸感。增強現(xiàn)實技術的研究者們也采用了類似的顯示技術

4、，這就是在AR中廣泛應用的穿透式HMD。根據(jù)具體實現(xiàn)原理乂劃分為兩大類,分別是基丁光學原理的穿透式HMD(OpticalSee-throughHMD)和基丁視頻合成技術的穿透式HMD(VideoSee-throughHMD)。光學透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)實現(xiàn)方案如下列圖所示光學透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)具有簡單、分辨率高、沒有視覺偏差等優(yōu)點，但它同時也存在著定位精度要求高、延遲匹配難、視野相對較窄和價格高等不足。三視頻透視式視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)采用的基丁視頻合成技術的穿透式。HMD(VideoSee-throughHMD)，實現(xiàn)方案如圖5所示。四、應用領域：AR技術不僅在與VR技術相類似的應用領域，諸如尖

5、端武器、飛行器的研制與開發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓練、娛樂與藝術等領域具有廣泛的應用，而且由丁其具有能夠?qū)φ鎸嵀h(huán)境進行增強顯示輸出的特性，在醫(yī)療研究與解剖訓練、精密儀器制造和維修、軍用飛機導航、工程設計和遠程機器人控制等領域，具有比VR技術更加明顯的優(yōu)勢。*醫(yī)療領域：醫(yī)生可以利用增強現(xiàn)實技術，輕易地進行手術部位的精確定位。*軍事領域：部隊可以利用增強生活中的AR現(xiàn)實技術，進行方位的識別，獲得實時所在地點的地理數(shù)據(jù)等重要軍事數(shù)據(jù)。*古跡復原和數(shù)字化文化遺產(chǎn)保護：文化古跡的信息以增強現(xiàn)實的方式提供應參觀者，用戶不僅可以通過HMD看到古跡的文字解說，還能看到遺址上殘缺部分的虛擬重構。*工業(yè)維修領域

6、：通過頭盔式顯示器將多種輔助信息顯示給用戶，包括虛擬儀表的面板、被維修設備的內(nèi)部結構、被維修設備零件圖等。*網(wǎng)絡視頻通訊領域：該系統(tǒng)使用增強現(xiàn)實和人臉跟蹤技術，在通話的同時在通話者的面部實時疊加一些如帽子、眼鏡等虛擬物體，在很大程度上提高了視頻對話的趣味性。*電視轉(zhuǎn)播領域：通過增強現(xiàn)實技術可以在轉(zhuǎn)播體育比賽的時候?qū)崟r的將輔助信息疊加到畫面中，使得觀眾可以得到更多的信息。*娛樂、游戲領域：增強現(xiàn)實游戲可以讓位于全球不同地點的玩家，共同進入一個真實的自然場景，以虛擬替身的形式，進行網(wǎng)絡對戰(zhàn)。*旅游、展覽領域：人們在瀏覽、參觀的同時，通過增強現(xiàn)實技術將接收到途經(jīng)建筑的相關資料，觀看展品的相關數(shù)據(jù)資料

7、。*市政建設規(guī)劃：采用增強現(xiàn)實技術將規(guī)劃效果疊加真實場景中以直接獲得規(guī)劃的效果。國內(nèi)首次將這項技術應用到普通生活中，是在蘋果的AppStore上發(fā)布的一款免費的叫作出行白科（增強現(xiàn)實版）XINGWIKI的軟件。總體來講，增強現(xiàn)實在中國處于起步階段，許多虛擬現(xiàn)實領域的企業(yè)已經(jīng)開始專注于“增強現(xiàn)實”的研發(fā)和應用。比方中視典數(shù)字科技研發(fā)的VRP12.0就集成了增強現(xiàn)實的功能。城市鏡頭是國內(nèi)首款聚合了目前移動互聯(lián)最新AR增強現(xiàn)實技術的智能應用。并致力打造全新的城市導游、導覽、導購，景點與游客、商戶與用戶無縫鏈接全新的移動互聯(lián)多資源整合平臺。舉起愛機，面向要去的方向。整街商鋪、公共設施悉數(shù)羅列。攝像頭實景展現(xiàn)功能，讓您看到、聽到、聞到，給您身臨其境，新奇有趣的導航體驗。換個方向，乂是完全不同的搜索結果，所謂“城市鏡頭中，前后左右鋪不同”。給用戶以新奇實用的導航體驗。應用整合了各城市旅游、餐飲、娛樂、購物、生活、媒體等人們生活中所需的一切信息，并有精準的AR增強現(xiàn)實朝向數(shù)據(jù)導航，為用戶輕松定位、準確指引。從而方便、快捷、有效的幫助人們對所需