AR增强现实功能关键技术及应用.doc

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蚂蚁库 蚂蚁库增强现实特点、关键技术和应用 本文由 tanzhang008 贡献。 pdf文档在WAP端可能没有很好的浏览体验。 建议优先使用TXT,或者将源文件下载到本地计算机查看。第25届小型微机系统MINIMICROSYSTEMSV01.25No.5Mav2004增强现实:特点、关键技术及应用1(北京大学计算机系航空航天学部.北京100083)2(北京文献服务中心,北京lo0029)主营:增强现实(AR)技术将计算机生成的虚拟物体与现实世界相结合,构造出现实与现实相结合的虚拟空间。 增强现实系统具有虚实结合、实时交互、实虚物体定位三大特点。 要构建AR系统,必须解决许多关键问题。 技术,包括显示技术、跟踪定位技术、接口技术和校准技术。 此外,AR系统必须充分考虑人为因素。 AR技术在很多方面都具有潜在的应用价值。 比如医疗、机械维护和修理、注释、协作,本文讨论了这些问题,包括商业和军事应用,最后讨论了让AR广泛应用需要解决的一些问题。 关键词:增强现实}虚拟环境; 定位; 校准。 分类号:TP39l 文档识别码:A文章 蚁库 蚁库编号:1000-1220 (2004) 05-0900-04AugmentedReality:Characteristics,KeyTechnologyApplicationsQIYuel,MAhong—mei21(coshanty”£Pr[kundr£优P”}&奇f “gU”l”ers埘吉” “fs8LA5£rM”£i,BP0l00083,c^I”n)2(m02DuD0c”mPnz5Pru00036,c^)摘要:增强现实集成vlrtual(computebugeerated)objectsrealworldobjectsvinualen—vjronment。AnAR系统具有三个特征:结合vir调整真实环境,运行—交互式实时,注册“grealVinualobjectse8chother”。我们必须01Vesomekeytechn0109y,添加,人性化。rsant图书馆,跟踪,注册,接口校准。ARteclnology可以非常重要。许多领域,例如医疗,制造,可视化,商业领域和军事领域的协作,eta1。这篇关键论文讨论问题和方向需要“gfurtherresqurch.word s: AugmentedReallty ;virtualenVir.nment;r.gistration;calibration环境是完全虚拟的,AR中的真实物体和虚拟物体必须与用户环境无缝结合。 增强现实(AtgmentedReality,简称AR)是将计算机连接在一起,而真实物体和虚拟物体也必须能够交互,从而实现真正的虚实融合。 AR 中有两种类型的对象交互:视觉交互和物理交互。 视觉交互是指内部反射、吸收和生成的虚拟物体与现实世界相结合,构造出虚实结合的虚拟空间。 虽然目前的AR研究主要集中在视觉上,但AR并不局限于此,还包括听觉、触觉和味觉等所有感官。 AR始于:20世纪60年代,Sutherland发明了头盔式显示器来显示3D图形,但直到近几年AR才成为一个研究领域。 Mil-grams定义了从真实环境到虚拟环境的连续体(见图1)。真实环境(RealEnvironment)和虚拟环境(VirtualEnvi-Real虚拟环境真实到虚拟统一Fig.1Real{ty_virtualitycontintlllmronment)在两端,中间是混合现实(MixedReality)。AR接近现实世界的一端,可以用计算机生成的数据增强现实环境。加强用户对环境的理解。Augmentedvirtuality是Milgram创造的一个术语,意思是添加现实世界图像到虚拟环境,例如虚拟蚂蚁库中这些物体发出的光线的重定向,以及AR中产生的效果,包括阴影、遮挡、扩散、镜面反射和内反射、折射和颜色穿透。包括物体的运动学约束、碰撞检测和响应、以及对外力的完全基于物理的响应。运动交互还包括物体运动约束直接影响其他物体在某个连接点的位置和方向。 碰撞检测 作者简介:齐悦,博士,主要研究方向是在伪物体上进行纹理映射的视频。 该技术可以增加虚拟物体的真实度,减少虚拟物体与真实物体的差异。 虚拟环境就是环。 接收日期:20.2-07-04 基金项目:国家“863”高技术研究发展计划基金(2002AAll7020)资助虚拟现实与多媒体技术。 qy@vrlab .buaa.edu.cn 马红梅,博士,研究方向为机器翻译、人机交互。 齐跃等:增强现实:AR覆盖的真实物体的特点、关键技术及应用。 2.1.3投影显示901采用计算判断物体询问是否碰撞,防止多个物体占据空间。 最复杂的基于物理的交互是真实物体和虚拟物体之间的力和动量交换。 用真实行为影响虚拟对象。 这是非常重要的。 目前实现的交互只是单向的:真实物体可以影响虚拟物体。 但虚拟物体无法影响真实物体,这就需要计算机控制的虚拟信息直接投影到真实物体上进行增强。 Ant Library 最简单的情况 Ant Library Single 是的,增强信息直接投影到物体表面,所以不需要佩戴特殊眼镜03。另一种是头戴式投影仪,将图像投影到物体上根据观察者视线的方向来描述现实世界中的物体。 用向后的视觉和物理操作对目标物体进行绘制,超出了当前技术的范围,是增强现实的关键技术。 构建AR系统需要解决很多关键技术问题,主要包括显示技术、跟踪定位(配准)等。 技术、界面和可视化技术以及校准技术。 2.1 反光材料将光沿入射角反射回来。 这样,多个用户可以通过各自的HMD系统同时在同一投影目标上看到不同的图像。 但这种投影显示器比较重。 目前,透视显示器更为常用。 然而,透视显示器缺乏足够的亮度、分辨率、可视面积和对比度,因此无法支持大范围的虚实组合,而且其尺寸、重量和价格也是重要因素。 AR显示器所使用的显示技术包括头戴式显示器(Head-Mounted Dis-)。 还有两个问题:首先,大多数视频透视显示器由于捆绑摄像头的位置偏差而存在视差误差。 第二是大多数显示器需要固定眼睛的位置(2.2 Plays.HMD)、手持式显示器(Hand-Held’splays)和投影显示器(Projection Displays)。 2.1. 1、头戴式显示跟踪定位技术。 为了进行交互,AR需要定位。 因此,为了精确跟踪,这种显示器被戴在头上并在眼前显示图像。 有两种类型:光学透视。 和视频透视(位置和视角方向非常重要。对于室内环境,通常会提前在已知位置放置基准标记,通过跟踪这些标记来跟踪真实物体。光学透视 HMD 对用户可见光学合成器被放置在眼前,合成器是部分透明的,用户可以通过它直接看到现实世界。合成器也是眼睛的一部分。

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