增强现实综述

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《2024年增强现实综述》范文

《2024年增强现实综述》范文

《增强现实综述》篇一一、引言随着科技的快速发展,增强现实(AR)作为一种新型的技术,正逐渐融入我们的生活。

增强现实通过将虚拟信息叠加到真实环境中,提供了一种新的交互方式。

本文将对增强现实技术进行全面的综述,从定义、技术原理、应用领域等方面进行阐述。

二、增强现实的定义及技术原理增强现实(AR)是一种将虚拟信息与真实环境进行结合的技术,它可以在真实环境中添加虚拟元素,使得用户能够在同一视场中看到真实和虚拟的信息。

其技术原理主要依赖于计算机视觉、多媒体交互和传感器等技术。

其中,计算机视觉用于捕捉和识别真实环境中的信息,多媒体交互用于生成和呈现虚拟信息,传感器则用于实现人机交互。

三、增强现实的应用领域1. 教育领域:增强现实技术为教育提供了新的可能性。

通过将虚拟元素与真实环境相结合,教育者可以为学生提供更加直观、生动的教学内容。

例如,在地理教学中,学生可以通过AR眼镜看到真实的地理场景中叠加的虚拟地图和相关信息。

2. 医疗领域:增强现实技术在医疗领域的应用也日益广泛。

医生可以通过AR技术进行手术模拟和训练,提高手术技能。

此外,AR还可以用于辅助诊断和治疗,帮助医生更好地了解患者的病情和制定治疗方案。

3. 娱乐领域:增强现实技术为娱乐产业带来了新的体验。

通过在真实环境中添加虚拟元素,用户可以享受到更加丰富的游戏和影视体验。

例如,AR游戏可以让用户在真实环境中与虚拟角色进行互动,增加游戏的趣味性和挑战性。

4. 商业领域:增强现实技术还可以用于商业推广和营销。

商家可以通过AR技术为消费者提供更加直观的产品展示和试用体验,提高消费者的购买意愿和满意度。

四、增强现实的挑战与展望尽管增强现实技术在许多领域都取得了显著的成果,但仍面临一些挑战。

首先,技术发展仍需进一步完善,如提高虚拟元素的真实感和交互性等。

其次,用户体验和隐私保护也是需要关注的问题。

此外,还需要解决设备成本、设备兼容性等问题。

然而,随着科技的不断发展,我们有理由相信增强现实技术将会有更广阔的应用前景。

虚拟现实增强技术综述

虚拟现实增强技术综述

虚拟现实增强技术综述虚拟现实增强技术综述1. 引言虚拟现实增强技术(Augmented Reality, AR)作为一种融合真实世界和虚拟世界的新兴技术,近年来得到了广泛的关注和应用。

本文旨在对虚拟现实增强技术进行全面综述,包括其定义、特点、应用领域、技术原理、发展趋势等方面的内容,以期为读者提供一个详实的了解虚拟现实增强技术的核心参考。

2. 定义与特点虚拟现实增强技术是指通过计算机视觉、感知、定位等技术手段,将虚拟信息实时叠加在真实环境的场景中,并以静态或动态的形式呈现给用户的一种技术。

其最大的特点就是将虚拟世界的信息与现实世界实时融合,使用户与虚拟景象互动,打破了传统界限,提供了更加丰富、多样化的交互体验。

3. 应用领域虚拟现实增强技术在各个领域都有广泛的应用,例如游戏娱乐、教育培训、医疗健康、旅游导航、建筑设计等。

在游戏娱乐领域,AR技术可以为游戏增添真实感,并提供更加沉浸式的体验。

在教育培训方面,AR技术可以模拟真实情境,帮助学生更好地理解和掌握知识。

在医疗健康领域,AR技术可以辅助医生进行手术操作、提供实时的生命体征监测等。

在旅游导航、建筑设计领域,AR技术可以提供虚拟导航、实时演示等功能,方便用户更好地理解和体验。

4. 技术原理虚拟现实增强技术的实现需要多种技术的综合应用,主要包括计算机视觉、姿态感知、位置追踪等技术。

计算机视觉技术是实现增强现实的基础,通过图像识别、模式识别等技术手段,对真实世界场景进行感知和分析。

姿态感知技术可以识别用户的身体姿态和动作,实现更加细致的交互操作。

位置追踪技术可以通过GPS定位、惯性传感器等手段,精确地确定用户的位置和朝向,从而实现虚拟信息的精准叠加。

5. 发展趋势虚拟现实增强技术相比传统虚拟现实技术具有更广阔的应用前景。

随着技术的不断进步和成本的降低,虚拟现实增强技术将会越来越普遍地应用于各个领域。

未来,随着人工智能、大数据等技术的发展,虚拟现实增强技术将更加智能化、个性化,为用户提供更加个性化、便捷化的体验。

元宇宙技术综述

元宇宙技术综述

元宇宙技术综述一、本文概述随着科技的飞速发展,元宇宙已逐渐成为科技领域的新热点,其概念和应用正在不断拓展和深化。

元宇宙,一个由无数个虚拟世界组成的庞大网络,每个虚拟世界都可以看作是一个独立的宇宙,人们可以在其中进行各种活动,包括社交、娱乐、工作、学习等。

它利用先进的技术手段,如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)以及()等,为人们提供了前所未有的沉浸式体验。

本文旨在全面综述元宇宙技术的最新发展、主要应用领域以及未来趋势。

我们将首先介绍元宇宙的基本概念及其发展历程,然后详细阐述构建元宇宙所需的关键技术,包括虚拟现实、增强现实、混合现实等。

接着,我们将探讨元宇宙在各领域的应用实践,如娱乐、教育、医疗、社交等,并分析其对社会和经济的影响。

我们将展望元宇宙技术的未来发展趋势,探讨其可能面临的挑战和机遇。

通过本文的综述,我们希望能够为读者提供一个全面、深入的了解元宇宙技术的窗口,同时激发更多人对元宇宙技术的兴趣和热情,推动其在各个领域的广泛应用和发展。

二、元宇宙技术基础元宇宙,作为一个融合了多种先进技术的全新数字空间,其技术基础涵盖了多个领域。

要构建一个完整、沉浸式的元宇宙体验,需要依赖的关键技术包括虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、()、区块链以及云计算等。

虚拟现实(VR)技术为元宇宙提供了基础的空间构建能力。

通过头戴式显示设备,用户能够进入一个完全由计算机生成的三维环境中,实现与虚拟世界的交互。

VR技术不仅提供了视觉上的沉浸感,还通过立体声音效、触感反馈等多种手段,为用户打造了一个全方位、多感官的虚拟体验。

增强现实(AR)技术则更进一步,它将虚拟信息叠加到真实世界中,使用户能够在保持与现实环境互动的同时,享受到由计算机生成的额外信息。

在元宇宙中,AR技术常被用于创建更加自然和直观的用户界面,例如通过手势识别或语音交互来操控虚拟对象。

混合现实(MR)则是VR和AR的结合体,它旨在将虚拟世界和真实世界无缝融合,创造出一种既非完全真实又非完全虚拟的混合体验。

增强现实技术综述

增强现实技术综述

增强现实技术综述摘要:增强现实技术,它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间围很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。

本文先介绍了增强现实技术的概念,进而描述其未来发展趋势以及应用场景关键词:增强现实技术投影技术3D技术跟踪注册技术前景展望一、增强现实技术简介增强现实(Augmented Reality,简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。

AR是一种将真实世界信息和虚拟世界信息无缝集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间围很难体验到的实体信息,通过计算机视觉等科学技术,应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。

通过AR技术,真实的环境和虚拟环境叠加到同一画面或空间。

这种技术最早于1990年提出。

随着随身电子产品运算能力的提升,增强现实的用途越来越广。

二、增强现实技术的基本原理及特征(一)工作原理简介移动式增强现实系统的早期原型增强现实的基本理念是将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中。

听起来十分简单。

而且,电视网络通过使用图像实现上述目的不是已经有数十年的历史了吗?的确是这样,但是电视网络所做的只是显示不能随着摄像机移动而进行调整的静态图像。

增强现实远比您在电视广播中见到的任何技术都要先进,尽管增强现实的早期版本一开始是出现在通过电视播放的比赛和橄榄球比赛中,例如Racef/x和添加的第一次进攻线,它们都是由SporTVision创造的。

这些系统只能显示从一个视角所能看到的图像。

下一代增强现实系统将显示能从所有观看者的视角看到的图像。

在各类大学和高新技术企业中,增强现实还处于研发的初级阶段。

《2024年虚拟现实增强技术综述》范文

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《虚拟现实增强技术综述》篇一一、引言随着科技的不断发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术已经成为现代社会的一种重要趋势。

它们不仅为我们的生活带来了丰富的娱乐体验,也在医疗、教育、军事等多个领域展现出强大的应用潜力。

其中,虚拟现实增强技术更是集成了VR和AR的优点,使得用户能够在虚拟世界与现实世界之间自由切换,获得更加真实、自然的体验。

本文将对虚拟现实增强技术进行综述,分析其发展历程、技术原理、应用领域以及未来发展趋势。

二、虚拟现实增强技术的发展历程虚拟现实增强技术的发展可以追溯到20世纪中叶。

早期,人们主要通过模拟环境来提供一种沉浸式的体验,这可以看作是虚拟现实技术的雏形。

随着计算机技术和传感器技术的不断发展,VR和AR技术逐渐成熟,并在不同领域得到广泛应用。

近年来,随着技术的不断进步和融合,虚拟现实增强技术逐渐成为了一种新兴的技术趋势。

三、虚拟现实增强技术的技术原理虚拟现实增强技术主要涉及VR和AR两种技术。

VR技术主要通过头戴式显示器、立体声耳机等设备,为用户提供一个完全沉浸式的虚拟环境。

而AR技术则是在真实环境中叠加虚拟信息,使用户能够在现实世界与虚拟世界之间进行互动。

虚拟现实增强技术则是在这两种技术的基础上,通过传感器、图像识别等技术,实现用户在虚拟世界与现实世界之间的自由切换。

四、虚拟现实增强技术的应用领域1. 娱乐领域:虚拟现实增强技术为人们提供了丰富的娱乐体验,如游戏、电影等。

用户可以在虚拟环境中进行互动,获得更加真实、自然的体验。

2. 教育领域:虚拟现实增强技术可以为学生提供更加生动、形象的教学内容,帮助学生更好地理解和掌握知识。

同时,它还可以模拟实际场景,让学生在虚拟环境中进行实践操作,提高学习效果。

3. 医疗领域:虚拟现实增强技术在医疗领域的应用也十分广泛。

例如,医生可以通过VR技术进行手术模拟和训练,提高手术技能;患者则可以通过AR技术进行康复训练和辅助治疗。

《2024年增强现实综述》范文

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《增强现实综述》篇一一、引言随着科技的飞速发展,增强现实(AR)技术逐渐成为科技界的研究热点。

作为一种将虚拟信息与真实世界相结合的技术,增强现实为人们提供了全新的交互体验。

本文旨在全面综述增强现实技术的发展历程、关键技术、应用领域以及未来发展趋势,以期为相关研究提供参考。

二、增强现实技术的发展历程增强现实技术起源于上世纪90年代初的增强现实思想。

随着计算机硬件、计算机视觉、人机交互等领域的技术不断进步,增强现实技术在21世纪初逐渐得到广泛应用。

近年来,随着移动互联网的普及和物联网技术的不断发展,增强现实技术在硬件、软件以及算法等方面都取得了长足的进步。

三、关键技术1. 跟踪注册技术:是增强现实技术的核心之一,用于实现虚拟物体与真实场景的准确对齐。

目前常用的跟踪注册技术包括基于视觉的跟踪、基于惯性传感器的跟踪等。

2. 渲染技术:用于在真实场景中叠加虚拟物体,实现虚拟与现实的融合。

随着硬件性能的提升和算法的不断优化,渲染技术的效果越来越逼真。

3. 交互技术:用于实现用户与虚拟物体的交互。

包括语音识别、手势识别、眼动追踪等技术,为用户提供更加自然、便捷的交互体验。

四、应用领域1. 教育领域:增强现实技术可以为学生提供更加生动、直观的学习体验,帮助学生更好地理解复杂的概念和原理。

2. 医疗领域:在手术辅助、康复训练、医学教育等方面具有广泛应用,可以提高手术效率和康复效果,降低医疗成本。

3. 娱乐领域:增强现实技术为游戏、电影等娱乐产业带来了全新的体验,为用户提供沉浸式的娱乐环境。

4. 商业领域:在产品展示、广告宣传、虚拟试衣等方面具有广泛应用,可以提升用户体验和购买意愿。

五、未来发展趋势1. 技术融合:随着人工智能、物联网等技术的不断发展,增强现实技术将与其他技术进一步融合,为人们提供更加智能、便捷的应用体验。

2. 硬件发展:随着硬件设备的不断升级和优化,如高性能处理器、高分辨率显示屏等,将进一步推动增强现实技术的发展和应用。

《2024年虚拟现实增强技术综述》范文

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《虚拟现实增强技术综述》篇一一、引言随着科技的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术日益成为科技领域的研究热点。

虚拟现实增强技术,作为这两大技术的融合与延伸,正逐渐改变着人们的生活方式与工作模式。

本文旨在全面综述虚拟现实增强技术的发展历程、核心技术、应用领域以及未来展望,以期为相关领域的研究与应用提供参考。

二、虚拟现实增强技术的发展历程虚拟现实增强技术起源于20世纪末的虚拟现实技术,经历了近三十年的发展,已经形成了相对完整的体系。

最初,虚拟现实技术主要用于模拟复杂的计算机生成环境,让用户能够身临其境地体验虚拟世界。

而随着科技的不断进步,增强现实技术的出现将虚拟与现实的界限进一步模糊化,使得用户可以在真实环境中添加虚拟元素,实现了真实世界与虚拟世界的无缝融合。

三、核心技术1. 渲染技术:虚拟现实增强技术的核心在于渲染技术。

通过高性能的图形处理器(GPU)和专业的渲染引擎,实现高质量的图像渲染和实时交互。

2. 交互技术:虚拟现实增强技术通过传感器、控制器等设备实现用户与虚拟环境的交互,如手势识别、语音识别等。

3. 跟踪技术:通过摄像头、位置传感器等设备实现用户头部的实时跟踪,保证用户在移动时仍能保持清晰的视野和良好的用户体验。

四、应用领域1. 教育领域:虚拟现实增强技术为教育提供了全新的教学方式。

通过模拟复杂的环境和场景,帮助学生更好地理解和掌握知识。

同时,远程教育、在线实验室等应用也使得教育资源得以更加公平地分配。

2. 医疗领域:虚拟现实增强技术在医疗领域的应用日益广泛。

手术模拟、康复训练、远程诊断等应用不仅提高了医疗效率,还为患者带来了更好的治疗效果。

3. 娱乐领域:虚拟现实增强技术为娱乐行业带来了革命性的变化。

游戏、电影等领域的应用使得用户能够身临其境地体验虚拟世界,带来了前所未有的沉浸式体验。

4. 工业设计:虚拟现实增强技术可以用于工业产品的设计和测试。

《2024年虚拟现实增强技术综述》范文

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《虚拟现实增强技术综述》篇一一、引言随着科技的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术已经逐渐成为当今科技领域的热点话题。

虚拟现实增强技术,即通过技术手段将虚拟的信息、内容与真实的环境相结合,为人们带来全新的沉浸式体验。

本文将对虚拟现实增强技术的定义、特点、应用领域及发展前景进行综述。

二、虚拟现实增强技术的定义与特点虚拟现实增强技术是一种将虚拟信息和真实环境进行融合的技术,它通过先进的计算机图形技术、传感器技术和人机交互技术等手段,将虚拟的信息内容嵌入到真实的环境中,使用户在真实环境中体验到虚拟信息带来的感觉和体验。

该技术的特点主要表现在以下几个方面:1. 沉浸性:用户可以完全沉浸在虚拟与现实的融合环境中,获得真实的体验感。

2. 交互性:用户可以通过各种设备与虚拟信息进行实时交互,如手势识别、语音识别等。

3. 实时性:虚拟信息能够实时地与真实环境进行融合,为用户带来实时的交互体验。

三、虚拟现实增强技术的应用领域虚拟现实增强技术的应用领域非常广泛,主要表现在以下几个方面:1. 娱乐领域:游戏、电影、音乐等领域是虚拟现实增强技术的主要应用领域。

通过该技术,用户可以获得更加真实的游戏体验和电影观赏体验。

2. 教育领域:虚拟现实增强技术可以为学生提供更加生动、形象的教学内容,帮助学生更好地理解和掌握知识。

3. 医疗领域:在医疗领域,虚拟现实增强技术可以用于手术模拟、康复训练、医学教育等方面,提高医疗水平和效率。

4. 商业领域:在商业领域,虚拟现实增强技术可以用于产品展示、广告宣传、购物体验等方面,提高用户体验和购买意愿。

四、虚拟现实增强技术的发展现状与前景目前,虚拟现实增强技术已经取得了长足的发展,各大科技公司都在积极投入研发该技术。

随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,虚拟现实增强技术的应用前景非常广阔。

未来,该技术将更加普及和成熟,为人们带来更加丰富、真实的体验感。

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增强现实综述引言增强现实(Augmented Reality,简称AR),也被称之为混合现实。

它是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。

与传统虚拟现实所要达到的完全沉浸的效果不同,增强现实技术致力于将计算机生成的信息同真实世界中的场景结合起来,它可以为医疗和工程用户提供准确、高效的辅助操作界面,也能够为教育或娱乐程序构造引人入胜的交互环境。

增强现实技术在工业设计、机械制造、建筑、教育和娱乐等领域都有着广泛的应用前景,而且它提供了一种更容易时间的虚拟现实的方法,更代表了下一代更易使用的人机界面的发展趋势。

增强现实的发展进程与研究现状综述发展进程增强现实 (AugmentedReality,简称AR)技术可以将虚拟的三维物体融合到现实场景中,并能支持用户与其进行交互,它己经成为虚拟现实研究中的一个重要领域,同时也是人机界面技术发展的一个重要方向。

AR技术始于二十世纪六十年代,美国哈佛大学 IvanSutherland教授发明了光学透明头盔显示器(see一 throughHead一 MountedDisplay,简称STHMD)显示计算机生成的3D图形[7]。

20世纪80年代到90年代,AR的发展较为成熟,一些公司和高校不断研制出完善的AR系统,其中比较好的有:1986年,Furness研制的vCAss系统采用头盔显示器将射程、射击目标等作战信息显示在飞行员的视野上。

1986年,美国北卡大学 (LJNCatChaPelHill)研制出用于实现生物化学和建筑可视化的STHMD系统。

1993年,美国哥伦比亚大学的Feine:教授等人设计了一个基于知识的AR系统。

该系统用于指导机械维修,可以将有关技术说明叠加在激光打印机上,辅助技术人员完成维修工作,这样,技术人员再也不用带着大量笨重的资料在身边,边进行维修工作,边查阅身边的资料,一旦出现难题、紧急情况,就会不知所措了。

20世纪90年代初期,波音公司的Tom Caudell和他的同事在他们设计的一个辅助布线系统中提出了“增强现实”(augmented reality,简称AR)这个名词。

在他们设计的系统中,应用S-HMD把由简单线条绘制的布线路径和文字提示信息实时地叠加在机械式的视野中,而这些信息则可以帮助机械师一步一步地完成一个拆卸过程,以减少在日常工作中出错的机会。

接下来又相继出现了多种增强现实应用系统,主要集中在医疗、制造与维修、机器人动作路径的规划、娱乐和军事等几个方面。

但是由于设备和精度等方面的原因,所有这些系统都没有真正投入实际应用,Azuma在1997年曾对这些系统和其使用的基本技术给出过一个详尽的综述。

同沉浸式的虚拟现实相比,增强现实不但应用的场合广泛,而且更加安全,因为增强现实系统可以让用户在看到虚拟物体的同时,仍能看到真实的场景,即使在停电和设备故障等情况下,也能保证用户的安全。

20世纪90年代末,这个领域的研究者们开始聚会在一系列每年召开的和增强现实相关的国际研讨会和工作会议上,例如,国际增强现实工作会议(IWAR),国际增强现实研讨会(ISAR)和国际混合与增强现实会议(ISMAR)等。

这些会议在很大程度上促进了AR的研究发展。

近年来随着移动设备计算能力的增强和对网格计算环境的关注,对户外增强现实系统和支持分布式协同操作增强现实系统的研究明显增加。

国内外发展现状20世纪90年代末,AR领域的研究者们开始集会在一系列每年召开的和增强现实相关的国际研讨会和工作会议上,其中包括国际增强现实工作会议(IWAR)、国际增强现实研讨会(ISAR)和国际混合与增强现实会议(IsMAR)等,这些会议很大程度上促进了AR研究的发展。

国外研究AR系统的单位有德国SIEMENSAG、美国微软公司、美国MIT大学,美国哥伦比亚大学、澳大利亚Vienna大学、日本Nara协会等,这些单位已经在AR系统的摄像机校正算法、AR头盔显示器的设计、硬件平台的应用、视觉跟踪技术等方面取得了一些可喜的成果。

目前,国内研究AR系统的单位有北京理工大学、浙江大学、中国科学院计算机研究所、国防科技大学、西安石油学院、电子科技大学、华中科技大学、上海大学等,国内对AR技术的研究处于起步阶段。

据统计,从1995年至今,涉及AR系统的国际专利多达一百多篇,新近公开的一篇德国专利 DEI0108064述及的增强现实系统,用视频或音频信息进行综合视觉跟踪,探测用户三维信息并报告其位置,其中的图像记录单元,记录图像并转换格式,注释系统,合成位置数据,存档数据,生成实时的增强现实环境。

美国公开的专利US2002191003也涉及了增强现实显示技术,他们用摄像机定位物体位置并报告给连通的计算机以呈现图像,同时让计算机模拟出天气、险情等三维场景,经过增强现实技术处理后的画面将真实场景与虚拟场景进行无缝融合让观众有深深的身临其境的感觉,这项技术已经应用于航海安全控制辅助、飞行员培训、应急训练等方面。

而国内涉及AR的专利还很少。

增强现实系统已经在以下几个领域得到了实践应用。

1.在军事领域的应用研究军用飞机和直升机利用头盔显示器将矢量图形叠加到飞行员视野中,提供导航信息。

美国著名的 SIMNET 系统在 1995 年融入了增强现实技术,通过一些特殊的头盔式显示器和测距仪,使配备该设备的战斗人员能够看见其他作战单位的增强信息。

2.在医学领域的应用研究医学领域是增强现实技术应用研究的一个热点,利用增强现实技术可以将病人的MRI(核磁共振)或 CT(计算机控制 X 射线断层分析)叠加在病人身体或实物人体模型上,帮助医生进行手术方案的制定、手术时的辅助指引、模拟的手术训练。

MIT的 AI 实验室进行了增强现实技术在脑外科手术中的应用研究,利用增强现实技术合成图像的手术技术操作。

3.在工程设计和装配维修领域的应用研究1995 年 ECRC(欧洲计算机研究中心)将增强现实技术应用于远程协作进行产品设计,通过增强现实显示设备使得异地的设计人员或客户与本地的设计人员共享一个实物或 CAD 模型信息,并可以实时地交流设计改进思想。

增强现实技术应用于机械仪器的组装维修方面,可将装配流程指南按照工作进度准确地显示给用户,指导用户顺利完成任务。

相对安装手册而言,这些附加的文字、图像更加生动易于理解。

科罗拉多大学 Feiners 研究组应用增强现实进行激光打印机的维修。

波音公司将增强现实技术应用于飞机制造中的电力线连接和接线器的装配。

4.在文化娱乐领域的应用研究德国 DML(数字媒体实验室)利用增强现实技术扩展了原来基于蓝影技术制作天气预报节目的方法,用虚拟的三维场景替换了原来的平面背景,使得节目效果更好。

5.在建筑领域的应用研究英国 Fraunhofer 学院开发了适用于城市规划的增强现实系统,使得建筑设计人员能够在现场预视方案的效果,与应用于该领域的虚拟现实系统而言,增强现实系统可以让设计人员更真实地体验设计方案与周围环境是否和谐。

增强现实系统的工作原理由于AR应用系统在实现的时候要涉及到多种因素,因此AR研究对象的范围十分广阔包括信号处理、计算机图形和图像处理、人机界面和心理学、移动计算、计算机网络、分布式计算、信息获取和信息可视化,以及新型显示器和传感器的设计等。

AR系统虽不需要显示完整的场景,但是由于需要通过分析大量的定位数据和场景信息来保证由计算机生成的虚拟物体可以精确地定位在真实场景中,因此AR系统中一般都包含以下4个基本步骤:(1)获取真实场景信息;(2)对真实场景和相机位置信息进行分析;(3)生成虚拟景物;(4)合并视频或直接显示,即图形系统首先根据相机的位置信息和真实场景中的定位标记来计算虚拟物体坐标到相机视平面的仿射变换,然后按照仿射变换矩阵在视平面上绘制虚拟物体,最后直接通过S-HMD现实或与真实场景的视频合并后,一起显示在普通显示器上。

AR系统中,成像设备、跟踪与定位技术和交互技术是实现一个基本系统的支撑系统。

简单AR系统的基本流程增强现实中用到的相关支撑技术一个完善的AR系统包括多个学科研究的技术,其中系统显示定位技术,虚实融合技术和用户交互技术是实现一个AR系统的基本支撑技术一、AR系统的显示技术一般增强现实的显示技术分为以下四类:头盔显示器,投影式 (ProjeetDisplay)显示技术,手持式(HandHeldDisplay)显示器,普通液晶显示器。

二、跟踪定位技术由于要实现虚拟和现实物体的完美结合,必须将虚拟物体合并到现实世界中的准确位置,这个过程称为注册 (registration),因此AR跟踪定位系统必须能够实时地检测观察者在场景中的位置、视域的方向,甚至是运动的情况,以便用来帮助系统决定显示何种虚拟物体,并按照观察者的视场重建坐标系。

在AR应用中,通常使用两类跟踪和定位技术,一种是基于硬件设备的跟踪定位技术,一种是基于机器视觉的跟踪定位技术。

用于跟踪定位技术的硬件系统和设备主要包括:全球卫星定位系统(GPs)和DeadReckoning技术、超声波定位仪、惯性导航装置、螺旋测度仪、测距仪、光学系统、磁跟踪器、机械装置。

基于视觉的跟踪注册技术即是从真实环境中获取一幅或者多幅图像,然后标定摄像机与目标间的相对位置和方向。

由于头部跟踪系统提供的跟踪信息没有反馈增强信息与真实环境的匹配程度信息,难以取得最佳匹配。

基于视觉的AR系统可以利用图像处理和计算机视觉的方法协助注册,并且使得测量局限在图像空间范围。

基于视觉跟踪的方法大体上可以分为以下四类:1.己知单幅图像中的六个或者六个以上的匹配点进行跟踪,Tsai等提出了这种算法,目前大多数研究者采用这种算法。

这类视觉跟踪的方法使用相机标定的技术,利用单幅图像中己知点的三维空间位置与它们在图像平面坐标系中的成像坐标实现跟踪注册。

这些已知点是物体的特征点:如拐点、孔洞、放置的标志点。

标志点多采用平面标志物体为定位基准:如长方形、圆环、五边形、条形码等等。

2.从运动摄像机拍摄到的序列图像或者是从拍摄到的运动目标序列图像进行跟踪。

通过运动目标的序列图像来研究运动目标的运动特征。

首先要利用序列图像来估计目标的运动参数和确定目标的结构,即通过对序列图像的处理,然后在具有系统噪声和测量噪声的情况下,从统计的意义上对运动目标参数做出精确的估计。

3.图像的模板匹配。

unenohara使用模板匹配的方法从不同视点提取真实环境的图像用作模板寻找真实环境的数字化图像,一旦找到虚拟物体就被叠加到真实环境。

4.三视图和多视图的跟踪技术。

由多部摄像机从真实环境的各个角度提取标识物的图像,通过应用Harris角点检测或SIFT特征点匹配等算法提取图像特征点,计算场景中真实物体的深度信息,确定虚拟物体与真实环境的遮挡关系后显示虚实结合的场景图像,使真实场景与虚拟物体实现更加自然的时空范围中的融合,使用户可以与虚拟物体自由交互。

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