编号：
审定成绩：
重庆邮电大学
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：基于Android的增强现实系统的研究
学院名称：经济管理学院
学生姓名：
专业：信息管理与信息系统
班级：
学号：
指导教师：
答辩组负责人：
填表时间：年月
重庆邮电大学教务处
摘要
增强现实技术是将真实世界的信息和虚拟世界的信息通过一定的方式叠加形成信息量更大的展示界面的技术，达到了对现实世界信息的加强。增强现实可以把原本在现实世界中人类能感知能力范围内很难体验到的真实信息(比如视觉,声音,味道,触觉等信息),通过计算机等科学技术，模拟仿真后叠加到所取主观真实世界的信息中去，将真实的环境信息和虚拟的物体信息实时叠加到在同一画面或空间，再通过一定的显示手段使这些信息展示出来，使得人体能够感知与察觉，从而达到超越现实的增强现实的感官体验。
随着计算机技术的快速发展，增强现实技术在近年来发展势头强劲。增强现实技术在多个领域中展露头角，并开始应用于智能手机终端，逐步在各种领域提供增强现实支持，带来灵动的用户体验，更实用也更人性化。增强现实技术应用于Android是基于增强现实技术进来的高速发展和Android设备的爆发式普及。基于计算机增强现实技术，整合现实取景图片，Android 系统、智能终端平台，将虚拟场景与现实场景的信息叠加，使系统的应用得到扩大与加强，也使系统信息更直观、高效的传达。从当下信息领域的发展趋势来看，随着人们对增强现实技术的应用于了解的加深，基于Android 智能终端的增强现实系统会得到更多的发展。
【关键词】增强现实 Android 跟踪注册虚实结合
ABSTRACT
Augmented reality is the technology what put the information of the real world and virtual world of information together through a certain way of stacking to form more information display interface, strengthening of the real world’s information. Augmented reality can make originally in the real world, humans can perceive ability within the scope of difficult to experience true information (such as sight, sound, taste, touch and so on), through the computer science and technology, such as after simulation superimposed to the subjective information of real world, the real environmental information and real-time overlay virtual objects information to in the same picture or space, and then through a certain means to make the information display, make human body perception and notice, so as to be beyond the reality of augmented reality sensory experience.
With the rapid development of technology smart phones are hardware well facilities, small-sized and easy-to-carry, which makes it more and more popular. Meanwhile, people have higher demands on the way of learning about attractive things rather than by searching with a browser merely. In addition, GPS and Sensor modules are integrated into smart phones, which promotes the development of augmented reality technology. Currently, more and more research institutions and famous enterprises pay attention to mobile augmented reality.
【 key words 】augmented reality Android tracking registered bricks Combination of virtual and reality
目录
摘要................................................................ I ABSTRACT........................................................... I I 第一章绪论 (2)
第一节研究背景 (2)
第二节本文的结构与研究内容 (3)
第三节当下增强现实系统研究现状 (4)
一、国外增强现实系统的发展现状 (4)
二、国内增强现实系统的发展现状 (6)
第四节本文研究的意义 (8)
第二章 Android平台及增强现实介绍 (9)
第一节增强现实技术概述及其在现实中的应用解析 (9)
一、增强现实系统概述 (9)
二、当下增强现实的主要应用领域与应用方式 (10)
第二节 Android平台介绍 (13)
一、硬件开发平台 (13)
二、软件开发环境 (14)
第三节基于Android的增强现实系统的系统架构 (16)
一、增强现实系统的特点 (16)
二、增强现实系统的框架结构设计 (17)
第三章增强现实系统关键技术 (18)
第一节跟踪注册技术 (18)
一、跟踪注册技术性能指标 (18)
二、跟踪注册技术分类 (19)
第二节人工标志设计 (20)
第三节三维场景计算机图形学原理 (21)
一、坐标系相关概念 (21)
二、虚拟物体建模技术 (22)
第四节标志跟踪注册 (23)
一、标志跟踪注册概述 (23)
二、图像采集 (23)
三、图像预处理 (23)
四、模版匹配 (24)
第四章增强现实系统在机械维修的实现 (25)
第一节系统实现 (27)
一、视频流采集模块 (27)
二、标志物检测识别 (29)
三、虚拟场景渲染叠加 (29)
四、多媒体信息加载 (30)
五、人机交互模块设计实现 (31)
第二节机械维修支持系统 (32)
一、系统需求 (33)
二、标志物选型和设计 (33)
三、系统实现功能 (34)
四、系统交互界面 (34)
第三节本章小结 (35)
第五章总结与展望 (36)
第一节总结 (36)
第二节展望 (36)
致谢 (38)
附录 (41)
一、英文原文 (41)
二、中文翻译 (49)
前言
随着科技不断地快速进步，移动终端的硬件设施越来越完善，体积小和易于携带的优点，使得移动终端的普及率也越来越高。而且随着物质生活水平的提高，对于感兴趣的未知事物，浏览器搜索方式似乎己经不能满足人们的需求。此外绝大多数智能终端自身己经集成了GPS和传感器等功能完善的硬件模块，为增强现实技术的研究提供了硬件条件。基于以上背景，基于移动智能终端的增强现实的应用研究逐渐得到越来越多研究机构和企业的重视。
本论文旨在基于目前比较流行的Android开源操作系统平台，深入探讨移动增强现实的相关技术，并结合位置服务，提出将位置导航服务与增强现实相结合的解决方案，实现基于Android终端的增强现实系统。
第一章绪论
第一节研究背景
近年来，增强现实技术的小型化、移动化取得了巨大的进步。随着移动通信
技术的发展和各类移动终端的普及，智能手机、平板电脑等移动互联网通用手持
设备的硬件性能快速提升，移动设备操作系统平台逐步完善。从硬件条件上，移
动设备具有较快的计算处理能力、内置的摄像头以及彩色高分辨率的屏幕等特点
能够较好的满足增强现实系统虚实结合、即时互动、三维注册的特点，加上其良
好的触摸操作体验，手持移动设备已经成为增强现实系统良好的实现平台，研究
基于Android的增强现实系统具有理论意义和很高的实用价值。另一方面，这些
设备体积小、携带方便、价格相对便宜，已经融入甚至改变了人们的工作和生活，
移动增强现实系统的下一代研究将会把注意力转向小巧的、计算能力较强的手持
移动设备上。
科学技术更新迭代的速度加快，智能终端普及率也越来越高，这也预示着移
动互联网时代的到来。移动互联网时代要求越来越多的传统技术向智能终端上转
移，增强现实技术也是其中之一。所谓这类增强现实系统在继承了增强现实的三
大特点，即三维注册、实时交互和虚实结合的基础上，将增强现实应用于基于Android的移动智能终端，从而具有较高的可移动性，进而提高了实用性，扩大
了增强现实的适用范围。最早涉足移动增强技术的是哥伦比亚大学的Steven Feiner，他于1997年开发了一个为Mobile Augmented Reality System的用于
导航的系统。在此之后，增强现实的游戏也开始出现，这些游戏能够让用户在真
实环境中参与游戏的互动，典型的包括南澳大利亚大学开发的Wearable 《computer lab》和新加坡国立大学开发的《AR Quake》，以及现在流行的谷歌
开发的《Ingress》。然而，以上的系统都是基于个人计算机的，个人计算机和
头盔显示器都使得增强现实系统有点笨重，非常不易于携带与推广，同时使用起
来也并不方便轻松。目前，由于移动智能终端，如手机和平板等小型计算机的处
理性能越来越强大，同时其自身集成了GPS、图像采集和传感器等硬件模块，而
且显示技术也愈加优秀，使得移动智能终端成为增强现实技术得以发展的理想平
台。由此可见，增强现实技术，特别是基于智能移动终端增强现实技术是一门很
有发展潜力的技术。当今，各种高性能的移动智能终端更是推动了这门技术的发
展步伐，同时该项技术的发展也必将对移动智能终端的性能要求越来越高，从而
促进终端的发展。
现在市场上智能移动终端主要操作系统包括Android与iOS两类，二者占据了智能移动终端的绝大部分市场，其中占据了智能手机96%份额、平板电脑市场占据了93%份额。二者相比，虽然iOS 的市场比例依旧超过半数，为市场的龙头，但相比之下Android的发展更加迅速，其不断的侵占iOS市场份额，越来越完善的系统隐隐有超过iOS的势头。并且在系统的适用性与可移植性方面Android 都超过iOS，同时因为Android的源代码开元，具有很强的可定制性，同时使用Android的智能移动终端价格低廉。反观iOS，源代码不开元，系统闭塞，可移植性与定制性都远远低于Android，所以Android是非常理想的增强现实系统实现的平台。基于Android的增强现实系统的出现定将会为人们的生活提供了很大的便利，具有很大的市场价值。
增强现实技术在Android平台上的应用最近两年发展迅速。一方面，Android 终端的便携性使增强现实技术能摆脱了像传统头盔式增强现实设备的束缚，是增强现实技术发展理想的平台，另一方面，增强现实在手机平台的应用也进一步拓展了Android平台的功能，有效提升了用户的使用体验。目前，移动互联网厂商都对增强现实技术在Android平台上的应用给予了极高的重视，并且积极研发推动该技术的发展，普遍认为其有巨大的潜在商业价值。而其在应用前景也非常广阔，高通(Qualcomm) 2010年发布了Android设备上的增强现实软件开发套件SDK，并提供20万美元比赛奖金，鼓励开发人员为Android平台开发AR应用。
据中华人民共和国工业和信息化部(工信部)统计截止2012年3月底，中国移动电话用户达到101882万户，在这10亿多移动电话用户中，3G用户净增2364万户，总数达到15206万户。人们对手机应用的多样性和增强现实服务的需求日益凸显。基于Android平台的增强现实应用非常广泛，也非常具有实用价值，覆盖商业领域、教育领域、工程领域、乃至高科技领域和娱乐业。
第二节本文的结构与研究内容
本文是对基于Android的增强现实系统的研究，共分为五章，每章的主要内容介绍如下。
第一章是本文绪论部分共分为四小节，分别为研究背景、文章的结构与研究内容介绍、当下增强现实系统研究现状与文章研究的意义。其中重要内容为当下增强现实系统研究现状与文章研究的意义，介绍了课题研究背景和研究意义，对增强现实技术的国内外发展动态进行了较为系统的介绍。同时介绍了项目的工作
内容以及本文的章节安排。
第二章对Android平台以及增强现实系统做了系统的介绍。其中包括增强现实的内容含义、当下增强现实的主要应用领域与应用方式以及Android平台硬件、软件的开发环境，同时也对基于Android的增强现实系统的系统架构做了较为详细的描述，指出了其特点，并做了简单的系统搭建描述。
第三章主要内容是解释增强现实系统所需要的主要关键技术，包括跟踪注册技术、人工标志设计、三维场景计算机图形学原理以及标志跟踪技术。重点是跟踪注册技术，在文中指出了其性能指标与技术分类。同时也介绍了人工标志设计的规范，三维场景计算机图形学原理。在标志跟踪注册中着重介绍了图像采集、图像的预处理以及模板匹配。
第四章是根据前三章的介绍下完成了增强现实系统在机械维修的实现，其中简述了系统的主要内容，包括视频流采集模块、标志物检测识别、虚拟场景渲染叠加、多媒体信息加载、人机交互模块的设计实现。从理论上实现了机械维修系统，介绍了其系统需求，做出标志物选型和设计，同时完成了系统实现功能具体方法、设计出系统交互界面。
第五章包括了对全文的总结以及对增强现实技术未来发展的展望。
第三节当下增强现实系统研究现状
一、国外增强现实系统的发展现状
随着虚拟现实和增强现实技术的进一步发展，基于增强现实的应用基础研究成为一个重要的研究发展方向，显示出了其强大的发展前景。1992年，美国北卡大学将超声波数据与病人的腹部成像集合，使外科医生可以“透视”病人的腹腔。1993年，美国哥伦比亚大学的Feiners教授等人设计一个打印机增强现实维修支持系统（如图1.1），该维修支持系统可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任务。在实际工程应用方面，应用于新设备、新器材的设计研发，机械保障的增强现实装配系统是增强现实技术的一个典型应用，其中有最有代表性的研究工作之一是波音公司的机上接线器和缆线的增强现实装配系统。（如图1.1）
军事上各国军队数十年来一直在不同场合设计使用增强现实，美国海军研究所已经资助了一些增强现实研究项目。其国防先进技术研究计划署（DARPA）已经投资了HMD项目来开发可以配有便携式信息系统的显示器，该增强现实系统可
以为军队提供关于周边环境的重要信息，可以让士兵更加了解战场信息，把握战场主动性。新加坡国立大学、芬兰 VTT 技术研究中心、德国 Fraunhofer IGD 计算机图形学院等单位也在扩大增强现实系统的研究。西班牙马德里Interactions 工作室开发的增强现实魔术系统可以让用户与其身边的人交换头部影像。新加坡国立大学Y.Pang和A.Y.C.Nee等人研究开发了一个面向装配设计、评价的增强现实环境系统，系统将真实零件和来自CAD环境的虚拟模型合成到一个统一的环境中进行装配规划。系统利用数据手套等交互设备对虚拟对象进行选择和操作，基于碰撞检测机制对装配过程进行仿真，装配过程设计有约束运动引导，利用“虚拟磁力”来实现零件的最终精确定位。德国Fraunhofer IGD 计算机图形学院先后展开了ARVIKA项目和ARTESAS项目研究，他们目前致力于研究基于工业产品的直线特征等进行无标志虚实物体注册方法，并在此技术基础上研究如何为装配师实时地提供与正在被装配对象相关联的上下文敏感的装配辅助信息，提高装配工作的正确性与效率，从而使汽车、飞机等复杂产品的装配过程更加高效、优化。
图1.1 打印机增强现实维修支持系统与波音公司的增强现实装配系统
20 世纪末到本世纪初，研究人员开始尝试在桌面 PC 等通用的设备上配置实现增强现实系统。ARToolKit是早期研究比较常用的一种适用于桌面级的增强现实跟踪注册工具包，它最早是由日本教授 Hirokazu Kato 研制开发的，后来由华盛顿大学的HIT Lab (Human Interface Technology Laboratory)等多个研究机构共同推进完善。Kato 最早将ARToolKit 用于实现协作式AR(Collaborative AR)的远程会议，该系统用户包含增强现实用户和桌面用户两类，均配有摄像头装置，前者佩戴头盔显示器在工作场地进行工作，通过网络连接将采集到的视频图像传送给后者，由桌面用户来指导增强现实用户工作。随着PDA和智能手机处理能力的提高和性能的丰富，研究者开始探索将 PDA和智能手机这类通用的、普及型较高的手持设备作为手持式增强现实的实现平台。Wanger博士所在的奥地利Vienna University和Graz University of Technology 一直致力于研究手持式增强现实系统，其开发研制的 Studierstube ES包括：适用于智能手机和 PDA的基于标记的跟踪库、二维图形渲染引擎和以分布式增强现实为目的的通信框架。基于Studierstube ES 框架，Wanger 等人作了大量的应用研究。2002年，Wanger将ARToolKit软件包移植到PDA上，实现了第一个由PDA独立完成所有增强现实处理任务的系统。近年来，在更加普及的智能手机、平板电脑等手持设备上，基于增强现实技术的各种游戏以及应用不断涌现。2010年，美国高通公司发布了针对移动平台的增强现实开发包Vuforia AR SDK，其中集成了移动设备的图像采集接口以及增强现实系统开发的跟踪注册模块包。Vuforia AR SDK面向广大移动应用开发者免费使用，通过其可以非常方便的进行移动增强现实应用的开发。
二、国内增强现实系统的发展现状
增强现实技术从产生到现在已经取得了巨大的发展和进步，从初始阶段的理论探索到现在已经实现了相当规模的具体实践和应用。在国内，增强现实的研究也越来越成为热点，具有代表性的成果包括像北京理工大学研制的透视式头盔及数字圆明园项目。北京理工大学王涌天教授致力于通过增强现实技术完成对于圆明园的虚拟重建(如图1.2)，让在园中散步时带上特殊的三维眼镜的用户可以欣赏当年皇家园林原貌，或者用手机、平板电脑等移动终端扫描二维码进行调出重现图（如图1.3），叠加在手机采集到的图像中。北京航空航天大学教育部虚拟现实与可视化新技术实验室的集成分布式虚拟环境、浙江大学心理学国家重点实验室开发的虚拟故宫、CAD&CG 国家重点实验室开发出桌面虚拟建筑环境实时漫游系统等。清华大学计算机系也对虚拟现实和临场感方面进行了研究，例如球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感试验等方面都具有不少独
特的方法。增强现实维修支持系统的理论研究也取得了一些进展，例如赵新灿博士的论文增强现实维修诱导系统关键技术研究将可穿戴式辅助维修基本理论和增强现实技术相结合，对其中涉及的数字化维修核心技术进行深入的研究，开发了一种以维修人员为中心的人性化、智能化的维修辅助工具。
图1.2 圆明园数字重现
图1.3 供游客扫描的二维码
相比国外增强现实技术在国内发展比较滞后，但正因如此，增强现实系统具有很大的发展空间和发展潜力。现在国内智能终端设备的普及，国内基于移动智能手机的增强现实应用也开始出现。比较出名的有触景无限和百度地图等。触景无限是一款类似于的增强现实应用，这款应用使用了当今比较火的云计算技术，
涉及到的方面包括广告、搜索、游戏和社交等，能为人们提供时尚的生活方式。
图1.4 触景无限界面
第四节本文研究的意义
由于传统的增强现实系统设备构造复杂、系统庞大等缺点，使其较难进入普通人的生活，无法被大量运用。所以这类增强现实系统的应用范围受到了很大的局限。而以智能手机、平板电脑为代表的智能移动设备很好的满足了增强现实系统所需要的所有必要的基本条件，在移动设备上研究实现增强现实系统具有很高的可行性，同时又具有必要性。本文即致力于在目前移动设备发展迅速以及移动互联网络运用广泛的趋势硬件基础上，研究和实现通用的基于Android平台的增强现实系统。通过对Android特性的研究验证在Android平台上实现增强现实系统的可行性与必要性，同时研究增强现实系统的一般设计实现流程，并通过这些研究设计出可行的基于Android的增强现实系统实现方案。同时根据Android 设备的硬件特性来进行诸如图像采集处理、场景注册等相关技术的探讨与优化实现。通过研究设计和实现一般的基于Android的增强现实系统，对于方便人们生活和把握增强现实技术的发展方向有很重要的现实意义。
本文通过对增强现实系统的研究，探讨了构建基于Android的增强现实系统所需要的硬件条件、软件条件与技术支持，验证了基于Android的增强现实系统的高可行性。一旦增强现实系统广泛应用于Android平台，将会对人们生活带来颠覆性的便利，会在一定程度上改变人们的生活习惯与思维方式。比如汽车维修这一以往人们需要一段时间的学习才能掌握、使用的一种技能，当增强现实系统介入后或许人们就可以通过更新数据库来获得这一技能，这样大大缩短了人们对
生活中一些技能的学习时间，甚至于可以不用学习，极大程度上方便了人们的生活。通过把增强现实系统移植到Android平台上，将使得更多的人能接触运用到增强现实技术，将增强现实技术的能力更大的发挥出来，为更多的人服务。若增强现实能得到广泛运用，必将带来巨大的社会效益与经济效益，改变现社会的各行各业，同时也必将带动社会的进步。
第二章 Android平台及增强现实介绍
第一节增强现实技术概述及其在现实中的应用解析
一、增强现实系统概述
增强现实技术是建立在虚拟现实技术上的技术。虚拟现实是通过多媒体技术与仿真技术相结合而成，生成逼真的视觉、听觉和触觉一体化的虚拟环境，让用户以类似于真实自然的方式与虚拟环境中的物体进行体验和交互，从而产生身临其境的感受和体验。虚拟现实是把客观上存在的或并不存在的东西，运用计算机技术，在用户眼前生成一个仿真的虚拟的环境使人感到沉浸在虚拟环境中的一种技术。增强现实是通过计算机技术处理，运用跟踪注册技术跟踪用户在真实场景中的位置，将计算机生成的虚拟信息叠加应用到真实世界的画面上，利用传感技术和显示设备将虚拟信息和真实世界统一在一个画面或空间内。把原本在真实世界中一定时间和空间范围内很难体验到的实体信息（视觉、听觉和触觉信息等）叠加增强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，给用户营造出“身临其境”的感觉。
二者之间具有紧密的联系，在很多应用领域都具有很大的相似性，然而另外在沉浸度、注册精度等方面二者间也存在着明显的区别。虚拟现实技术立足于实现一个计算机生成的三维交互式虚拟场景，使用户在一定范围内完全沉浸于其中。然而现实世界中的场景非常复杂，信息量十分巨大，要实现精确而又快速的模拟和描绘需要十分强大的硬件环境和传感器设备，此类设备往往昂贵且不容易获得，因而大大限制了其通用性、易用性，缩小了应用范围。而且人们对虚拟场景的体验，就是为了更好的认识真实场景，依据这样的思想，在真实场景中已经存在的或者其他一些不重要的边缘信息就没有必要用计算机再加以模拟。增强现实技术正是这样背景下的产物，增强现实致力于将虚拟场景物叠加应用于真实场景之上，用户可以感知真实场景中的虚拟景物，其最终目标是实现真实场景与虚
拟景物的完全融合，使得用户感觉不到哪些是真实的，哪些是虚拟的，而认为自己所看的是一个完全真实的场景。增强现实技术通过增强我们的所见、所听、所闻和所感，将进一步模糊真实世界与计算机所生成的虚拟世界之间的界限。
二、当下增强现实的主要应用领域与应用方式
增强现实系统的信息叠加，值得使用者能得到更多的信息提示。从而带来了更方便的
国防领域：
①增强战场环境
部队可以利用增强现实来增强战场环境信息，在真实环境中融合虚拟物体，可以增强真实的战场场景。向系统中输入部队的位置信息，系统不仅能向部队显示真实的战场场景，而且能够通过增加虚拟物体强调肉眼无法看见的环境信息以及敌方或己方的隐藏力量来增强真实战场场景的显示，真正实现各种战场信息的可视化。
②军事训练
增强现实可以为部队的训练提供新方法，通过增强的军事训练系统，可以为军事训练提供比实兵演习更加真实的战场环境。士兵训练时通过随身携带的增强现实系统，不仅可以看到真实的场景，而且可以观察到场景中各种增加的虚拟物体，将军事训练推向更加实战化。
③作战指挥
战场指挥员如何及时掌握瞬息万变的战场情况，一直是作战指挥中的一大难题。将增强现实应用于作战指挥系统中，可以允许各级指挥员同时观看、讨论战场以及与虚拟场景交互，实现整个战场信息的高度共享，这将更有利于各级指挥员快速、正确理解上级意图。通过增强的作战指挥系统，指挥员能实时掌握各个作战单元情况，有利于指挥员及时做出正确的作战决策。
④武器装备研制
将增强现实应用于武器装备研制中，可以实现不同地域、不同单位的设计人员合力为军方完成复杂装的研制。研制部门也可以通过增强现实系统，将装的模型及各种可能的设计方案融合在一起显示给军事使用部门，使用部门可以通过增强现实系统全面比较各种方案，并且能够将修改意见直接反映到装备的模型上，这将大大提高装备研制的效率以及装备的实用性。
⑤装备维护和修理
大量复杂装备的维修一直是部队的棘手问题，特别是战时如何实现装备的快速维修更是决定战场胜负的要素之一。目前，装备说明书一般是文本和图形形式
的，不方便于技术人员的维修。而将增强现实用于装备维修中，可以直接在实际设备中添加3D画面，一步一步地提示技术人员应该做什么以及如何做，方便装备的维修，极大提高装备保障的效率。
⑥协同工作
将增强现实应用于协同工作，可以允许多个用户终端协同活动，同时观看、讨论以及和虚拟物体交互。协同增强现实系统可以为多个用户能够建立一个共享的、可理解的虚拟空间，类似于他们所理解的自然空间。融人增强现实的协同工作所提供的协同工作环境，将在模拟推演、军事标绘等领域有着广泛的应用。
医疗领域：
①手术协作：
医生可以利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。由于成像技术在医疗方面的普遍应用，增强现实技术也发展成为辅助医疗的一种重要手段，在医学领域得到广泛应用，它可作为一种可视化的手术辅助工具，用图像来指导外科手术的完成。使用表面感应器，像MRI，CT．实时地搜集病人的三维数据信息，实时地绘制成相应的图像，融合到对病人的观察中。协助医生在可视化环境下精确完成手术，赋予医生“透视功能”，使医生更加具体地了解病人体内的情况从而确定手术的精确位置。它将人体结构解剖研究的数据可视化，并准确地显示在患者的相应位置，使医生可以清晰地看到患者病灶位置的全景情况，这样不仅可以帮助实习医生详细了解患者的解剖结构，并且可以在技术条件理想的情况下帮助手术医生准确定位手术部位，增强现实技术可以使医生只需要很小，甚至不需要任何手术切口。可见增强现实技术在医学领域的应用对提高医学水平和临床技能有着重要作用。
②病理分析;
医生在分析探讨并病情时，可通过增强现实技术来直观的得到更多病情信息，使得医疗工作者能更好的做出病情的判断。譬如将病变器官以虚拟图像的方式呈现出来，使得医生观察更加直接，较易分析病情原理。并可给出更多的病患身体状况信息，结合病患身体外部与内部的信息，使得医生能更准确、更快速地做出诊断。
工业维修领域：
大型复杂机械的组装、维护和检修是AR技术另一个具有广阔应用前景的领域。在大型机械装配过程中，经常性地查看大量的技术手册和说明，影响装配的效率。利用AR技术可以将大量的注释注解绘制成③D图形重叠在机械上，这些由计算机生成的图像和附加的文字比安装手册更加生动，对技术人员的指导更加清楚直观，利于简化技术人员的工程难度，提高技术人员的工作效率及完成质量。
日常生活中：
图2.1 增强现实技术实现试衣服
较为典型的是①物体摆放规划。通过将虚拟的物体叠加到现实的画面中去，可以得到物体的摆放效果。例如家具的排放，和室内装修设计时房间的布局。举个日常的例子，人们逛街的时候有没有试过看中了很多件衣服，可是却不好意思跟售货员说你全部想试一下。或许你根本也没有这么多时间把所有衣服都换上。通过增强现实技术可以做都“虚拟试衣”，这一的概念很早就已经存在，可是当时技术还未跟上，以至试衣体验未能如意。但今天我们的科技发展迅速，不只可以做到面部识别，体感识别亦已经做得相当准确。
工业领域：
①指导机械装配
通过利用增强现实技术，可以形成增强现实装配系统。在机械装配时能引导指挥装配人员对机械进行更加有效率的装配。当目标扫面到目标物时会通过一定的手段调配出装配指导，标记处器件装配点，并规划处安装路线，以引导装配工作人员能快速且准确地装配机械期间。
①工业产品设计
在以往工业产品设计时，设计信息主要表现形式为图纸、数据、以及平面或者3D的设计图，这些信息虽然能从各个方面向人们展示了产品的规格以及形状特点，但在产品真正生产出来之前，人们还是无法直接的看到产品真正的使用情况。通过增强现实技术，人们可以模拟出产品在真实生活中的使用价值、实用性和使用时的状况。以此来判定一件产品的使用价值以在设计时能不断地修改产品设计方案。
③工业产品维修与使用
利用AR技术可以将大量的注释注解绘制成3D图形重叠在机械上，这些由计算机
生成的图像和附加的文字比安装手册更加生动，对技术人员的指导更加清楚直观，利于简化技术人员的工程难度，提高技术人员的工作效率及完成质量。
图2.2 增强现实在工业设计方面的应用
第二节 Android平台介绍
一、硬件开发平台
智能移动终端设备的性能近年来有了极大的发展，外形更加轻薄便携，处理器性能普遍更加强大，其它诸如操控性、摄像功能以及显示性能等均有很大的提升，智能移动终端已经成为名副其实的掌上计算机。现在市场上比较成熟的有两大移动终端操作系统平台，Apple公司的iOS 和Google公司的 Android，二者占据了绝大部分的市场份额，另外微软的 Windows也在慢慢进入用户的视野。 iOS 是运行于 iPhone、iPod touch 以及 iPad 设备的移动设备操作系统，它管理设备硬件并为手机本地应用程序的实现提供基础技术。它有一个基于微内核Mach 的Darwin内核，有一个叫做Cocoa Touch 的运行时，用的是Objective-C 这个 C 语言的超集。该系统是一个封闭的生态圈，Apple 公司的一系列产品素来以封闭著称，系统没有公开源码，所有的开发者都要遵从 Apple 公司的规则，在有限的权限内做应用开发。而 Android则是以开放、通用、移植性强闻名，Android 是 Google 公司于 2007 年发布的由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成开源移动终端开发平台，号称首个为移动终端打造的真
正开放和完整的移动软件。Android 在 Linux 内核之上，集成了一个 Java 虚拟机Dalvik，整个应用层跑在虚拟机之上，而开发语言用的是 Java。其平台的特殊架构，对内存能够高效利用，在低速 CPU 上可以发挥出高效的性能，再加上新一代移动终端硬件的发展，图形处理芯片性能大幅提升。Android 智能设备是比较适合开发增强现实应用的移动设备，其采用 ARM6/7 架构的 CPU 和新型图形处理器，并且拥有高分辨率的前、后置摄像机，以及三轴加速器和 GPS 模块等高性能硬件，以及对 OpenGL ES 的很好支持非常适合移动增强现实系统的研究和开发。
通过以上的介绍和对比分析，Android 平台相较于 iOS 由于公开源码，完全开放，可以根据需要进行功能的定制，甚至进行系统级别的功能裁剪和优化。
二、软件开发环境
Android系统架构可以分为四层，从底部到上层每一层都将接口提供给上一层。如图所示：从上至下依次是Linux内核、中间件、应用层许框架、应用程序。
①Linux内核:
Android架构的底层为linux内核，实际上Linux之上应该还有一层硬件抽象层，Android系统运行于linux之上，但是linux系统受GNU协议约束，所以Android把这受约束的部分独立出来，形成硬件抽象层。硬件抽象层中包含了硬
2.3.1《GSM移动通信系统》复习题及答案 一、单项选择题 1.我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM，采用（B）MHz频段。 A.600 B.900 C.1200 D.1500 2.移动通信网中的小区制是指将所要覆盖的地区划分为若干小区，在每个小区设 立一个基站为本小区范围内的用户服务，每个小区的半径可视用户的分布密度在1～（A）公里左右。 A.10 B.20 C.30 D.40 3.移动通信网小区制中小区和其它小区可重复使用频率，称为（B）。 A.频率重复 B.频率复用 C.频率覆盖 D.频率范围 4.由于移动台处于运动状态，（A）和移动台之间的电波传播状态随路径的不同而 发生变化。 A.基地台 B.发射台 C.基站 D.无线 5.蜂窝移动通信网，通常是先由若干个邻接的（B）组成一个无线区群，再由若 干个无线区群组成一个服务区。 A.小区 B.无线小区 C.同频小区 D.不同频小区 6.（C）是指基地台位于无线小区的中心，并采用全向天线实现无线小区的覆盖。 A.顶点激励 B.低点激励 C.中心激励 D.自由激励 7.手机正在通话状态下，它切换进入了一个新的位置区中的小区，那么：（C） A.它会在通话过程中进行位置更新。 B.它会在下次跨LAC区时进行位置更新。 C.它会在通话结束后马上进行位置更新。 8.小区的信号很强但用户不能起呼（可以切换进入）的原因：（ D ） A.有强外部干扰 B.小区未在交换中定义 C.手机制式与GSM协议不匹配（如未升级的某些手机在开通DCS1800的区 域） D.小区未定义SDCCH信道。 9.WCDMA的功控速度是（ C ）次/秒。 A.200 B.800 C.1500 D.2000 10.TD-SCDMA系统中，如果只满足语音业务，时隙比例应选择（ C ）。
虚拟现实和增强现实的应用与畅想上世纪中叶，全息技术被提出，随着研究的深入和技术的日趋成熟，它被广泛运用于电影电视、监视探测、信息存储等领域。此项技术最震撼人心的应用莫过于2009年日本克里普顿未来媒体公司以虚拟歌姬“初音未来”为名义而举办的大型虚拟演唱会。具有全息图像特点的透明投影屏幕播放主唱的3D影像，从全方位给予观看者3D视觉体验。人们不禁开始思考，虚拟人物可以在现实中存在，那么我们何时能与之进行对话或思想交流，更进一步地，现实的我们是否可以体验全新的虚拟世界呢？其实多年以来，在计算机技术日益发展和成熟的推动下，越来越多的新型技术被广泛运用到电子产品上，虚拟现实和增强现实两种全新技术的发展也开始起步，正在走入所有人的视线。 VR，全称Virtual Reality，即虚拟现实，利用计算机生成一种模拟环境，通过三维动态和实体行为，使用户完全沉浸到该环境中。现在的网络世界是完全虚拟的，用户只需通过鼠标键盘或触摸屏就可以实现人机的信息交互，只有视觉和听觉上的感知。但是在虚拟现实中，你完全不会意识到自己身处虚拟世界，因为你感受得到包括重力等各种力的存在，能通过触碰其他事物获得真实触感，还和正常人一样拥有视觉、听觉、味觉等各种感知能力，并受到现实世界物理运动定律的限制。目前有公司设计研发出类似的VR设备和虚拟世界，但是依然受到极大的限制，包括场地和功能的限制。你需要穿戴多种设备，以便支持你拥有一个虚拟世界主人公的第一视角，你的动作信息被捕
获后，通过计算机处理，让虚拟人物做出同样动作，但此时就受到场地的限制了：你无法跑得很远，跳得很高，因为设备体积和工作原因将对你自由活动的范围大小进行约束；同样在功能上，例如现在的虚拟世界无法基本反馈给你食物的所有信息，“色香味”三者你只能体会到色，香和味的体验很难实现，因为在没有实物的情况下，你难以获得这些信息的输入。 AR，全称Augmented Reality，即增强现实，可以实时地计算摄影机影像的位置和角度，并添加相应的图像、视频和3D模型，简单来说，就是把虚拟世界添加到现实世界并且可以互动。现在国内外就有一些利用了AR技术的软件和应用。例如谷歌翻译有一个实景翻译的功能，手机摄像头一旦捕捉到文字或句子，就会在屏幕上，将翻译后内容以贴片的方式贴在原文上；还有一个是SketchAR，一款简单的画图软件：在相册中找出想画的图片，软件会将其转化成素描版，之后再对着一张画纸打开摄像头，就可以把图像投影到摄像头捕捉到的画纸上，接下来你只需拿起画笔，看着屏幕，照葫芦画瓢去勾勒线条就可以完成简单作画。 以上都是VR和AR目前已经具备的功能和应用，但是人类认识世界的能力是无穷的，发展也是无止境的。正是因为人们发现在微观粒子、超高速物体和天体运动等一些领域，用牛顿经典力学体系已经解释不了其中的某些现象，才会有相对论和量子力学的诞生。其中有一假说，称为“量子脑动力学”，属于神经系统科学，其目的是在量子场论的理论框架内解释大脑功能。试想，如果未来在量子力学和医学
增强现实技术简介 增强现实技术简介 (1) 简介 (2) AR系统具有三个突出的特点: (4) 应用领域 (4) 工作原理 (5) 国内现状 (6)
简介 增强现实（Augmented Reality，简称AR），是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。AR通常是以透过式头盔显示系统和注册（AR系统中用户观察点和计算机生成的虚拟物体的定位）系统相结合的形式来实现的。 增强现实是国外众多知名大学和研究机构的研究热点之一。AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。
增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实 的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传 感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者一个感官效果真实的新环境。因此增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点.
《 SM2000 移动通信系统简介》 目录 一、系统概况 (1) 二、系统组成 (2) （一）硬件平台组成 (2) 1、基站 (3) 2、交换控制器 (3) 3、天馈线系统 (4) 4、配套设备 (4) 5、通信终端 (4) （二）软件平台组成 (5) 三、主要业务功能和技术指标 (5) （一）、主要业务功能 (5) 1、普通业务 (5) 2、集群业务 (5) （二）、主要技术指标 (5) 四、系统特点 (6) 五、系统应用 (8) （一）三种基本应用方式 (8) 1、单系统独立应用 (8) 2、与其他通信网组网应用 (8) 3、多系统组网应用 (9) （二）五项典型应用方式 (10) 1、伴随保障 (10) 2、在话务量密集区应用 (10) 3、应急通信 (10) 4．通信 (10) 5．专用系统 (10) （三）七大行业应用方式 (11) 1、移动运营商 (11) 2、军队、公安、武警 (11) 3、城市应急通信 (11) 4．行业专用通信系统 (10) 5．网络/设备出租服务 (12) 6．国家应急部门 (10) 7．通信定制服务 (12) 六、总结 (12)
一、系统概况 “应急机动通信系统”是凯讯（）科技于2003年研制开发成功的一款具有体积小、重量轻、业务综合、开通迅速、使用灵活等特点的采用软交换技术的蜂窝移动通信系统。该系统符合国家有关数字蜂窝移动通信网技术体制和标准，其核心设备具有多种接口，可与CDMA、GSM、WCDMA 、TD-SCDMA、TETRA数字集群等无线基站设备连接。目前该系统已经在军队、公安、武警、国家和行业应急通信部门等单位得到广泛的应用。该系统根据不同的无线模态及业务功能，具有多个型号产品，具体如下表： 下以SM2000-CDMA系统为例进行详细的介绍，其它型号的产品其业务功能基本类同。 二、系统组成 SM-2000系统由硬件平台和软件平台组成，下面分别加以说明。 （一）硬件平台组成 一套完整的SM-2000系统硬件主要由基站、交换控制器、天馈线系统以及配套设备四部分组
高盛对虚拟现实（VR）和增强现实（AR）产业分析报告要点 日前高盛发布研究报告来对虚拟现实（VR）和增强现实（AR）产业进行分析。对此篇研报进行翻译后，将其独到之处（特别是软件细分市场）进行整理和解读，希望能方便国内投资者和业界把握行业脉搏。 高盛上周在研究报告中预计，虚拟现实市场到2025年的年营收规模将会超过电视机市场。高盛预计，虚拟现实10年内将创收1100亿美元，而电视机仅为990亿美元。
VR和AR将成为继电脑和智能手机之后的下一代计算平台，现有电子市场将被重塑。一个重要原因是VR可以在多个领域重塑目前的做事方式，而不仅仅是我们熟知的游戏、视频等。 对未来十年进行预测，到2025年，VR和AR的软硬件年销售额将达到800亿美元。如果解决了电池和移动的问题，年营收可以达到1820亿美元。即使VRAR仍受困于延迟、显示、隐私安全这些基础问题，年营收也可实现230亿美元的水平。 一、市场现状 历史：VR的前身是3D游戏，但当时显卡、价格、计算能力、抗延迟性能等都无法满足要求。行业的新高潮是Facebook投资20亿美元收购Oculus公司，而且在最近两年内225家VC已经为VR/AR领域投资了35亿美元。现在VR硬件技术基本成熟了。 VR与AR区别：除了技术特点外，一般认为AR主要用于商用，而VR 消费和商用都有。 日前Oculus发布了消费版VR头盔，但其对于PC的要求比较高。Nvidia估计只有1300万台PC满足要求，而Gartner则估计有1%PC 可以。所以VR头盔的初期发展会受到PC性能不足的限制。此外苹果在VR领域还没动静，可能在等待先发者探路后再寻找最好的机会杀入，苹果可能是未来VR产业格局中最大的变数。 图2 目前产业链厂商汇总
增强现实技术(A R) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
增强现实技术(AR) 一、AR定义： 增强现实技术（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。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。 二、技术原理： 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。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。 增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。 三、主要特点 AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。 四、组成形式 一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。 （一）Monitor-Based 在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/f45807499.html, 虚拟现实与增强现实技术在教学中的应用 作者：杨雪果 来源：《艺术殿堂》2018年第09期 【摘要】2016年被称为“虚拟现实元年”，虚拟现实的出现，为各行各业带来了便利，同时，增强现实是随着虚拟现实发展起来的，增强现实也给人们提供了极佳的体验。基于此，文章首先对虚拟现实和增强现实进行简要介绍，然后分析虚拟现实和增强现实在教学中的应用，旨在为相关人员提供借鉴，提升教学水平。 【关键词】虚拟现实；增强现实；教学；应用 《国家教育事业发展“十三五”规划》中提到“要全力推动信息技术与教育教学深度融合。综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式”。这充分说明了虚拟现实和增强现实的重要性。将虚拟现实和增强现实应用在教学中，能够有效提升教学的趣味性，激发学生兴趣，提升教学质量。 1、虚拟现实技术与增强现实技术概述 1.1虚拟现实技术 虚拟现实，是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说，就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实是一个学科高度综合交叉的科学技术领域，具有3I特性，即沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、构想性（Imagination）。虚拟现实与人工智能（AI）技术及其他相关领域技术结合，将会使其还具有智能（Intelligent）和自我演进 演化（Evolution）特征。 1.2增强现实技术 增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的，具体而言，增强现实技术就是基于网络的定位、跟踪、计算机的交互、显示灯技术，将计算机形成的虚拟信息叠加到现实场景中，对现实世界进行补充，使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。增强现实具有三大特点，即虚实结合、实时交互和三维配准。 2、虚拟现实技术和增强现实技术在教学中的应用 2.1头戴式虚拟现实设备在教学中的应用
中国航信离港系统讲义 中国民航信息网络股份有限公司 客户服务部
目录 一. 离港系统简介 (5) 1.1系统介绍（软件） (5) 1.2．终端与主机的连接（硬件） (5) 1.3.系统使用基础知识 (5) 二. 基本系统指令 (5) 2.1.进入系统 (5) 2.2.工作区操作DA/SI/AI/SO/AO/AN (5) 2.3.工作号定义 (6) 2.4.页控制PG/PF/PN/PB/PL (6) 2.5.打印指令PT/PC (6) 2.6.查询指令CD/CNTD/CO/TIME/ACRT/HELP (6) 三．工作流程 (6) 四. 建立航班 (7) 4.1.基础指令EX/CND/SEI/SEM/CG (7) 4.2.建T-CARD BF:T (7) 4.3.查看过渡区航班SFL (8) 4.4.生效过渡区中的航班BP:R/ACT (8) 4.5.查看生效航班AFL (8) 4.6.删除航班T-CARD BF:T (9) 4.7.航班建立流程 (9) 4.8.查看及修改航班信息 (9) 4.8.1查看航班信息FI (9) 4.8.2修改航班信息FU（单项修改） (10) 4.8.3修改航班信息FDC （多项修改） (10) 4.8.4显示及修改编目航班信息CSD/CSM (10) 五. 准备航班 (12) 5.1.初始化航班IF (12) 5.2查看名单报MB/MD (12) 5.3设置缺省航班FT (12) 5.4航班状态显示SY (12) 5.5删除航班初始化DFL (13) 5.6航班座位控制 (13) 5.6.1.航班座位图显示SE (13) 5.6.2 .锁定座位BS (14) 5.6.3.改变座位性质SU (15) 5.6.4.保留座位RS (15) 5.6.5.锁过站座位BT (15) 5.6.6.分配座位AL (15) 5.6.7.预留座位JCS# PA# (15) 5.6.8.释放保留座位RA (15) 六. 控制航班： (17)
增强现实(AR)系统组成及实用领域综合分析 一、相关定义解析 （一）虚拟现实定义 虚拟现实（Virtual Reality，VR）是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。 即虚拟现实是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。 图表虚拟现实技术基本原理 资料来源：产研智库 （二）增强现实定义 增强现实（Augmented Reality，简称AR），是一种利用计算机系统产生三维信息来增强用户对现实世界感知的新技术。一般认为，AR技术的出现源于虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）的发展，但二者存在明显的差别。传统VR技术给予用户一种在虚拟世界中完全沉浸的效果，是另外创造一个世界；而AR技术则把计算机带入到用户的真实世界中，通过听、看、摸、闻虚拟信息，来增强对现实世界的感知，实现了从“人去适应机器”到技术“以
人为本”的转变。 图表增强现实技术原理 资料来源：产研智库 （三）混合现实定义 混合现实技术（Mixed Reality，简称MR）是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。 图表VR、AR及MR关系图 资料来源：产研智库
1引言 增强现实技术是将真实场景同虚拟物体加以融合并同时呈现，特点是虚实空间的一致性结合以及实时交互，具体包括3D物体的注册、显示、跟踪和定位等。增强现实系统强调真实物体和虚拟物体的互相补充，加强人们对现实世界的感知与交互能力。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，代表了下一代易用的人机界面的发展趋势［1］。 开发增强现实系统的难点在于如何实时、精确的计算观察者视点相对真实世界的位置和姿态，使得虚拟场景能够与真实世界无缝融合。在基于自然特征的三维注册技术没有发展成熟之前，基于标识的三维注册仍将是当前增强现实应用系统中的主要注册方法［2］。近年来，随着传感器技术的发展以及终端性能提升，越来越多的增强现实应用已经开始通过其他的方式“观察”世界，如何处理不同类型的输入信息之间的关系也成为增强现实系统需要关注的问题［3］。 本文对在增强现实应用中如何呈现多个虚拟物体以及如何处理marker与虚拟物体的关系进行了讨论，并提出一种增强现实交互应用的实现架构，此种实现方式为后续的功能扩展留有较大的空间。 2现状介绍 AR技术诞生于上世纪七八十年代，但当时对AR的诠释与现在不尽相同，特别是对呈现设备的要求较高需要使用头盔式显示器［4］，在很长一段时间内没有得到普及，但近年来AR技术的应用大量出现在展览活动、工厂、教学机构。而呈现的终端也是多种多样，包括PC、移动端以及各种特殊显示设备［3］，这其中尤以手机应用增长最为迅猛，加上地理信息的采用，极大地丰富了AR的内涵。在新式的AR应用中，智能手机的应用较为常见，它们通常内容丰富，而且大多结合了地理信息和图像识别，被广泛用于商业促销、换领折扣等领域。 在传统的AR技术方面包括已经开始商用的ARTool-kit，其增强版本ARToolkit Plus、Studierstube Tracker以及ARTag等［5］。大多数应用计算机图形学的增强现实类库都不包含3D渲染和呈现的实现，这使得开发人员可以灵活的选择开发平台和实现方式。 现阶段增强现实的研究已经开始向实用方向发展，3D 注册方面的算法越来越完善，速度和准确率不断提高［5］，但从演示级应用到实际的商业项目之间依然有一些阻碍，其中最重要的就是没有可以借鉴的框架可以利用，常常使得编写出的应用难以维护，不宜扩展，在各个平台上需要重复编程，使得其商业化成本难以降低，尽管国内外已有众多成功的商业项目，但是增强现实作为下一代的交互技术的潜力还远远没有被挖掘出来。 3基于ARToolkit Plus的增强现实系统 3.1图像格式转换 系统使用DirectShow采集摄像头拍摄的图像，其需要 基于ARToolkit Plus的增强现实系统实现及框架研究 黄季冬胡绍卿 （华中科技大学控制科学与工程系武汉430074） 摘要文章首先对基于ARToolkit Plus和WPF的增强现实系统实现的关键技术问题进行了描述，具体讨论了在MVC框架下如何将数据采集层与呈现层进行分划，在保证可用性的同时提供较强的扩展能力，并基于上述框架实现了一个应用于住房装修的实例。 关键字ARToolkit Plus；增强现实；WPF3D；MVC三层框架 中图分类号TP393 An Implementation of Augmented Reality System Based on ARToolkit Plus and MVC Framework HUANG Jidong Hu Shaoqing （Dept.of Control Science&Engineering，Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074）Abstract This paper firstly covers the key issues in an ARToolkit Plus and WPF based augmented reality system.Then the applica-tion of MVC framework and the way to divide the data acquisition layer and presentation layer to ensure the availability and expansibility and discussed.At the end，a demo is built for decorating housed using the method above. Key Words ARToolkit Plus，augmented reality，WPF3D，MVC three-tier framework Class Number TP393 收稿日期：2011年10月10日，修回日期：2011年12月6日 作者简介：黄季冬，男，硕士，研究方向：人机交互。胡绍卿，男，研究方向：人机交互。 ?
增强现实技术(AR) 一、AR定义： 增强现实技术（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。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。 二、技术原理： 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。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。 增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。 三、主要特点 AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。
四、组成形式 一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。 （一）Monitor-Based 在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。它虽然简单，但不能带给用户多少沉浸感。Monitor-Based增强现实系统实现方案如下图所示。 （二）光学透视式 头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。光学透视式增强现实系统实现方案如下图所示。 光学透视式增强现实系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点，但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。（三）视频透视式 视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式。
2010年度陕西移动岗位认证课程 《GSM移动通信系统》复习题及答案 一、单项选择题 1.我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM，采用（B）MHz频段。 A.600 B.900 C.1200 D.1500 2.移动通信网中的小区制是指将所要覆盖的地区划分为若干小区，在每个小区设 立一个基站为本小区范围内的用户服务，每个小区的半径可视用户的分布密度在1～（A）公里左右。 A.10 B.20 C.30 D.40 3.移动通信网小区制中小区和其它小区可重复使用频率，称为（B）。 A.频率重复 B.频率复用 C.频率覆盖 D.频率范围 4.由于移动台处于运动状态，（A）和移动台之间的电波传播状态随路径的不同而 发生变化。 A.基地台 B.发射台 C.基站 D.无线 5.蜂窝移动通信网，通常是先由若干个邻接的（B）组成一个无线区群，再由若 干个无线区群组成一个服务区。 A.小区 B.无线小区 C.同频小区 D.不同频小区 6.（C）是指基地台位于无线小区的中心，并采用全向天线实现无线小区的覆盖。 A.顶点激励 B.低点激励 C.中心激励 D.自由激励 7.手机正在通话状态下，它切换进入了一个新的位置区中的小区，那么：（C） A.它会在通话过程中进行位置更新。 B.它会在下次跨LAC区时进行位置更新。 C.它会在通话结束后马上进行位置更新。 8.小区的信号很强但用户不能起呼（可以切换进入）的原因：（ D ） A.有强外部干扰 B.小区未在交换中定义 C.手机制式与GSM协议不匹配（如未升级的某些手机在开通DCS1800的区 域） D.小区未定义SDCCH信道。
9.WCDMA的功控速度是（ C ）次/秒。 A.200 B.800 C.1500 D.2000 10.TD-SCDMA系统中，如果只满足语音业务，时隙比例应选择（ C ）。 A.1：5 B.2：4 C.3：3 D.不确定 11.TD-SCDMA系统中，1个子帧有（ B ）个时隙转换点。 A.1 B.2 C.3 D.4 12.第三代移动通信WCDMA 标准是在（B ）技术基础上发展起来的。 A.TD—SCDMA B.GSM C.IS-95CDMA D.CDMA2000 13.数字移动通信系统只有采用（D）才具有软越区切换功能。 A.空分多址方式 B.时分多址方式 C.频分多址方式 D.码分多址方式 14.智能网的最大特点是将网络的交换功能与（ A ）相分离。 A.业务功能 B.管理功能 C.控制功能 D.实现功能 15.新建一个交换端局，应首先应规划出（C ）以便确定建设规模。 A.话务量 B.设备型号 C.覆盖范围 16.在呼叫时，关口MSC使用被叫的（B）去寻找其归属的HLR获取用户当前的 位置。 A.IMSI B.MSISDN C.TMSI D.MSRN 17.TMSI由下面哪个网元分配？（B ） A.MSC B.VLR C.HLR D.SSP 18.HLR通过什么确定移动用户所在位置。( A ) A .VLR Number B.MSISDN https://www.doczj.com/doc/f45807499.html,C D.IMS 19.在HLR异常时，该HLR的用户可以（ C ） A.做被叫但不能做主叫 B.能做主.被叫 C.做主叫但不能做被叫 D.不能做主.被叫 20.GPRS接入技术中，按照业务发起方式的不同将终端设备分为（B）类。 A.2 B.3 C.4 D.5 21.中国移动陕西公司目前SGSN设备的信令链路直接开设到（D）设备上。 A.MSC B.SMSC C.LSTP D.HSTP
中国科学:信息科学2015年第45卷第2期:157–180 https://www.doczj.com/doc/f45807499.html, 虚拟现实增强技术综述 周忠x*,周颐x,肖江剑y x北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室,北京100191 y中国科学院宁波工业技术研究院,宁波315201 *通信作者.E-mail:zz@https://www.doczj.com/doc/f45807499.html, 收稿日期:2014–04–08;接受日期:2014–07–07;网络出版日期:2014–12–16 国家自然科学基金(批准号:61170188,61273276)和国家高技术研究发展计划(“863”计划)(批准号:2012AA011801,2012AA01 1803)资助项目 摘要随着近年来计算机三维处理能力的增长和低成本传感显示元件的出现,虚拟现实得到了快速发展,特别是与现实世界产生了越来越多的结合技术,从虚拟和现实的两个角度对虚拟现实进行增强.论文重点围绕近几年的发展趋势,论述了增强现实与增强虚拟环境的技术特点,介绍了虚拟现实增强技术的相关硬件设备发展;然后分别介绍了增强现实和增强虚拟环境技术的发展现状,讨论了移动互联网上的虚实增强技术与应用,并结合作者参与ISO/IEC的工作,介绍了相关国际标准制定最新情况;最后进行总结并提出需要解决的问题. 关键词增强虚拟环境增强现实虚实增强混合现实 1引言 虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力.虚拟现实技术从20世纪60～70年代开始兴起,90年代开始形成和发展,在仿真训练、工业设计、交互体验等多个应用领域解决了一些重大或普遍性需求,目前在理论技术与应用开展等方面都取得了很大的进展.虚拟现实的主要科学问题包括建模方法、表现技术、人机交互及设备这三大类,但目前普遍存在建模工作量大,模拟成本高,与现实世界匹配程度不够以及可信度等方面的问题[1]. 针对这些问题,已经出现了多种虚拟现实增强技术,将虚拟环境与现实环境进行匹配合成以实现增强,其中将三维虚拟对象叠加到真实世界显示的技术称为增强现实,将真实对象的信息叠加到虚拟环境绘制的技术称为增强虚拟环境.这两类技术可以形象化地分别描述为“实中有虚”和“虚中有实”.虚拟现实增强技术通过真实世界和虚拟环境的合成降低了三维建模的工作量,借助真实场景及实物提高了用户体验感和可信度,促进了虚拟现实技术的进一步发展. 搜索热度代表了大众对于该词的关注程度,一般来说,新技术会引起搜索高潮,然后慢慢下降,在技术取得突破或出现某热点事件时激增,最终趋于稳定.我们使用Google trends对比了虚拟现实,增强现实,增强虚拟环境和混合现实等词的全球搜索热度,为了有所参照,以人机交互(HCI)作为参考,搜索结果对比如图1所示.可以看出,和人机交互一样,虚拟现实的搜索热度逐渐下降并趋于稳定,这说
虚拟现实和增强现实区别和联系 1、人机交互的友好度很重要 随着社会经济的发展，计算机已经成为社会生活中不可缺少的重要组成部分，友好的人机接口技术很早已成为人们关心的一个重要课题，因为一个比较差的人机交互接口很可能将使一个功能很强的产品变得不可接受。 总体来讲，人机接口技术主要研究方向有两个方面：（1）人如何命令系统以（2）系统如何向用户提供信息。 众所周知，人在使用计算机方面的感受（即人机交互部分的友好度）直接影响到人对系统的接受程度，而这两个方面直接决定了人机交互部分的友好度。 2、虚拟现实时代来临 互联网时代的来临使得人类的交流采用了新的方式，进入了新的领域。具体发展过程如下：命令界面—图形用户界面—多媒体界面—虚拟现实。 那么，什么事虚拟现实技术？ 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是：综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境（即Virtual Environment，简称VE）。 3、增强现实技术应运而生 近年来，虚拟现实在各个行业和领域应用得越来越广泛，而同时也暴露出了一些不可忽视的问题。如对现实世界的隔离，与人类感知外部世界的方式有冲突等等。为了克服这些问题，增强现实技术应运而生。它将计算机生成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上，实现了对真实世界的增强。同时，由于用于与真实世界的联系并未被切断，交互方式也就显得更加自然。 那么，什么事增强现实技术？ 增强现实（Augmented Reality，简称AR），是在虚拟现实基础上发展起来的新技术，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”。AR通常是以透过式头盔显示系统和注册（AR系统中用户观察点和计算机生成的虚拟物体的定位）系统相结合的形式来实现的。 4、虚拟现实和增强现实技术今天的发展情况 作为新型的人机接口和仿真工具，VR和AR受到的关注日益广泛，并且已经发挥了重要作用，显示出了巨大的潜力。 VR和AR是充分发挥创造力的科学技术，为人类的智能扩展提供了强有力的手段，对生产方式和社会生活产生了巨大的深远的影响。随着技术的不断发展，其内容也势必将不断增加。而随着输入和输出设备价格的不断下降、视频显示质量的提高以及功能很强大但易于使用的软件的实用化，VR和AR的应用必将日益增长。VR和AR技术在人工智能、CAD、图形仿真、虚拟通讯、遥感、娱乐、模拟训练等许多领域带来了革命性的变化。当然了，在虚拟现实领域，国内不乏知名品牌，比如中视典。国内VRP（VR-Platform，简称VRP）虚拟现实软件已经在多个领域投入使用，涉及数字展馆、数字城市、场馆仿真、地产漫游、室内设计、旅游教学、文物古迹、应急预案、网上产品、网上看房、网上展馆、网上看车、影视拍摄等众多领域，且最新的12.0版本已经集成了强大的增强现实功能。
虚拟和增强现实（VRAR）技术在教学中的应用与前景展望 摘要2016 年被称为“虚拟现实元年”，虚拟现实作为近年来极为火热的科技话题，给人们带来焕然一新的感官享受，激发了许多关于“虚拟现实”行业的发展想象与前景构想。同时，增强现实的出现，也让人们获得了极佳的体验感。本研究梳理了虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域，分析了虚拟现实和增强现实技术在教育中的应用、优势和存在的问题，阐述了虚拟现实和增强现实技术在创客教育和STEAM 教育中的作用，并对未来的发展前景进行了展望。关键词：虚拟现实；增强现实；VR；AR；创客教育；STEAM 教育；人工智能；大数据 一、虚拟现实和增强现实技术的起源、概念和应用领域（一）虚拟现实和增强现实技术的起源 2016 年被业界称为“虚拟现实元年”，可能有人会误认为这项技术是近年来才发展起来的新技术。其实不然，虚拟现实（VirtualReality，简称VR）技术最早起源于美国，1965 年虚拟现实之父伊凡·苏泽兰（Ivan Sutherland）在国际信息处理联合会（IFIP）会议上发表的一篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，描述的就是我们现在熟悉的“虚拟现实”，早在虚拟现实技术研究的初期，苏泽兰
就在其“达摩克利斯之剑”系统中实现了三维立体显示。增强 现实（Augmented Reality，简称AR）是指在真实环境之上提供信息性和娱乐性的覆盖，它是苏泽兰在进行有关头戴式显示器的研究中引入的[1]。1966 年美国麻省理工学院（MIT）的林肯实验室正式开始了头戴式显示器（HMD）的研制工作。在这第一个头戴式显示器的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970 年， 出现了第一个功能较齐全的头戴式显示器系统。1989 年，VPL 公司的Jaron Lanier 提出用“Virtual Reality” 来表示虚拟现实一词，并且把虚拟现实技术开发为商品，推动了虚拟现实技术的发展和应用[2]。虚拟现实技术兴起于20 世纪90 年代。2000 年以后，虚拟现实技术在整合发展中引入了XML、JAVA 等先进技术，应用强大的3D计算能力和交互式技术，提高渲染质量和传输速度，进入了崭新的发展时代。虚拟现实技术是经济和社会生产力发展的产物，有着广阔的应用前景。2008 年2 月，美国国家工程院(NAE)公布了一份题为“21 世纪工程学面临的14 项重大挑战”的报告。虚拟现实技术是其中之一，与新能源、洁净水、新药物等技术相并列。为了获得虚拟现实技术优势，美、英、日等国政府及大公司不惜巨资在该领域进行研发。 我国虚拟现实技术的研究起步于20 世纪90 年代初。随着 计算机图形学、计算机系统工程等的高速发展，虚拟现实技
7种最常见的AR增强现实技术表现方式 AR技术 AR增强现实(Augmented Reality)，一种在现实中叠加虚拟影像的技术，任何我们在电影中看到的科幻场景几乎都可以跟AR联系起来。与VR狭窄的应用场景不同，AR将在未来渗透到人类生活中的各个领域。今天总结下AR技术最常见的7种表现方式。 第一: 基础3D模型 AR技术最基本的展现形式就是：3D模型(静态或动态)，如动漫人物、建筑、展品、家具等。国内AR行业属于前期发展，该表现形式主要应用于AR初级移动app类产品，其中代表产品有：“二次元”类型的AR闪卡、教育卡片类的《魔法百科》AR早教卡、宜家的AR家具APP等。这种变现方式虽然是最基础，但却是目前应用场景最广、开发成本最低、市场普及最好的产品。 第二: 视频应用 商业情景中酷炫的视频展示相较于简单的3D模型无疑更能博人眼球。产品安装说明、菜单讲解、宣传单介绍等等，一张普通的图片，应用AR技术，立马就变得魔幻起来。表现立体形象了、表达详细具体了、表述准确生动了，内容不再受限的同时，又能简单实用的实现价值，AR技术在类似这些场景应用中都有巨大的市场空间都有待挖掘拓展。当然了，虽说制作AR应用时，实现视频播放并不难，但制作一段适合AR情景播放的宣传片可不容易，需要大伙细心雕琢。
第三: 透明视频 初次看到的时候感觉这更像是使用了超高清的3D人物模型，但严格的说，这是做了特殊处理的透明视频展示的效果。这种视频没有3D模型的高额成本，却有逼真的演绎效果，在大型海报、宣传册、商场活动等场景中，设计好了，可是会有超级赞的效果。 第四: 场景展现 这可不是简单的一个个3D模型加上去就算完事，场景展现虽然类似基础3D模型叠加，但实现起来要比单一3D模型复杂的多，场景里包含的更多，应用范围也更加广阔。娱乐、立体阅读、游戏等应用都会需要场景展现，这类场景的建设需要内容的支持。AR的场景展现不同于VR建造的全场景，AR场景展现是基于现实并与现实相互交错的，这也正是AR技术的迷人之处。 第五：AR游戏 对于游戏方式方面，AR技术也将带来革新。目前像《小龙斯派罗》、《幻实新英雄卡》等，都是不错的AR游戏，但前者只在海外销售。想象一下，往后的游戏不再需要复杂的场景建模，而是在真实的世界里游戏，同时在真实的世界里又能出现许多虚拟叠加进去的事物，这是多么棒的体验!游戏也能摆脱场地与空间的束缚，可以随时随地开始。 第六：AR与VR结合 AR与VR技术共同丰富着我们的现实世界，AR技术旨在增强我们所处世界的内容，VR技术则是将我们的注意力从现实中转移到一个虚拟的空间。AR和VR要是相结合起来，相信会有更好的体验，比如有了VR设备+AR显示，你也不在需要导游或者讲解员了。借助VR
可视化 可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。 虚拟现实 虚拟现实（VR，Virtual Reality）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的计算机仿真系统，使用户能够沉浸其中。 1.虚拟现实的组成 虚拟现实主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等。 1.1.模拟环境 模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。 1.2.感知 感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知，除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还应有听觉、触觉、力觉、运动，甚至包括嗅觉、味觉等感知，也称为多感知。 1.3.自然技能 自然技能是指人的头部转动、眼睛、手势以及其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者动作相适应的数据，对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。 1.4.传感设备 传感设备是指三维交互设备。 2.虚拟现实的特征 2.1.多感知性 多感知性是指除一般计算机所具有的视觉感知外，还应有听觉感知、触觉感知、力觉感知、运动感知，甚至包括嗅觉感知、味觉感知等，理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。 2.2.存在感 存在感是指用户能够感受到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，理想的模拟环境应该能够达到使用户难辨真假的程度。
2.3.交互性 交互性是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从模拟环境得到反馈的自然程度。 2.4.自主性 自主性是指虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。 增强现实 增强现实（AR，Augmented Reality）是一种实时计算摄影机影像的位置以及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术，这种技术的目的是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。 增强现实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，它把一些原本在现实世界一定时间与空间范围内很难体验到的实体信息（如视觉、听觉、味觉、触觉等）通过计算机等模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界而被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验，即真实的环境和虚拟的物体实时叠加到了同一个画面或空间而同时存在。 增强现实不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示了出来，两种信息相互补充和叠加，在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形重合成在一起，便可以看到被真实的世界所围绕。 增强现实包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。 增强现实的特征包括：真实世界和虚拟的信息集成；具有实时交互性；是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。