增强现实技术(AR)(网络软件)
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AR增强现实简介30什么是AR增强现实?增强现实〔Augmented Reality,简称AR〕是一种技术,可以将数字信息与现实世界实时叠加,使用户能够在真实环境中与虚拟对象进行交互。
AR技术的目标是通过提供对现实世界的增强来改善用户的感知和交互体验。
与虚拟现实〔Virtual Reality,简称VR〕不同,AR不是将用户完全带入一个虚拟世界,而是在现实世界中添加虚拟元素。
常见的AR应用包括实时地图导航、虚拟化娱乐和游戏体验以及实时的商品展示。
AR技术的原理AR技术的实现依赖于计算机视觉、传感器技术以及计算机图形学等领域的开展。
通过使用摄像头或其他传感器设备,AR系统能够感知和识别现实世界中的物体和环境。
然后,通过算法和图形渲染技术将虚拟元素与现实世界进行融合,最终显示给用户。
AR应用领域AR技术在各个领域都有广泛的应用。
游戏和娱乐AR技术已经在游戏和娱乐领域得到广泛应用。
例如,Pokémon Go 是一款基于AR技术的游戏,玩家可以在现实世界中捕捉和战斗虚拟精灵。
此外,AR技术还可以用于创造沉浸式的娱乐体验,例如虚拟现实游乐园和模拟驾驶体验。
教育和培训AR技术在教育和培训领域也有着重要的应用。
通过AR技术,学生可以获得与书本和纸质资料不同的学习方式。
AR技术可以将虚拟元素添加到现实场景中,使学生能够更好地理解和记忆知识。
此外,AR技术还可以用于模拟培训,例如飞行模拟和手术模拟。
商业和零售AR技术在商业和零售领域也有着广泛的应用。
通过AR技术,企业可以实现更好的产品展示和互动体验,吸引更多的客户。
例如,AR技术可以用于虚拟试衣,让顾客可以在不实际试穿的情况下预览衣物效果。
此外,AR技术还可以提供实时的商品信息和导航,增强购物体验。
医疗和健康AR技术在医疗和健康领域也有着重要的应用。
例如,AR技术可以用于手术导航和可视化诊断,帮助医生更准确地进行手术操作和诊断疾病。
此外,AR技术还可以用于康复治疗,通过增加虚拟元素来帮助患者进行运动和行走训练。
增强现实技术了解增强现实技术的原理和应用增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术是一种结合现实世界和虚拟信息的交互技术。
它通过在现实环境中叠加计算机生成的视觉、声音、动画等信息,将虚拟世界与现实世界融为一体,使用户能够与虚拟信息进行交互。
本文将介绍增强现实技术的原理和应用。
一、增强现实技术的原理增强现实技术的实现主要依赖于以下几个方面的原理:1. 视觉跟踪技术:视觉跟踪是增强现实技术的重要基础。
它通过识别、追踪现实世界中的物体,确定用户在现实环境中的位置和方向,从而实现对虚拟信息的精确定位和叠加。
常用的视觉跟踪技术包括:基于标记的跟踪、基于特征的跟踪和基于深度学习的跟踪等。
2. 虚拟信息生成技术:为了在现实环境中叠加虚拟信息,需要生成与现实环境相匹配的虚拟内容。
虚拟信息生成技术包括:三维建模、计算机图形学、计算机视觉等。
通过这些技术,可以将虚拟物体、文字、声音等信息与现实环境进行融合。
3. 环境感知技术:环境感知是增强现实技术中的关键环节。
它能够通过感知设备中的传感器,获取现实世界的相关信息,包括位置、方向、光线等。
这些信息能够帮助系统更准确地识别现实环境,并作出相应的虚拟叠加响应。
二、增强现实技术的应用增强现实技术广泛应用于各个领域,以下是几个常见的应用领域:1. 教育和培训:增强现实技术可以为学生和员工提供更加直观、生动的学习和培训体验。
通过增强现实技术,可以将教科书中的知识变成具体且可视化的内容,帮助学生更好地理解和记忆。
在培训中,增强现实技术可以提供真实的仿真场景,使员工能够实地操作和体验。
2. 娱乐和游戏:增强现实技术在娱乐和游戏行业中有着广泛的应用。
通过AR技术,用户可以与虚拟角色进行互动,参与到虚拟世界中的游戏中去。
例如,通过AR眼镜或手机应用,在现实世界中捕捉和控制虚拟精灵的行为,成为了近年来流行的游戏方式。
3. 零售和商业领域:增强现实技术在零售和商业领域的应用越来越广泛。
网络通信中的虚拟现实与增强现实技术近年来,随着科技的迅猛发展,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术在网络通信领域中占据了越来越重要的位置。
这两种技术的广泛应用已经为我们带来了许多新的体验和机遇。
首先,我们来聊一聊虚拟现实技术。
虚拟现实通过模拟现实环境,通过头戴式设备、手柄或者其他感应装置,让用户感觉自己置身于一个虚拟的世界之中。
这一技术已经广泛应用于游戏以及电影行业,为用户提供了更加真实和身临其境的体验。
随着VR技术的发展,它的应用范围也在不断扩大,比如旅游业、教育业、医疗保健等。
通过虚拟现实技术,游客可以在家中就能够感受到世界各地的名胜古迹,学生可以在虚拟的实验室中进行实验,医生可以通过VR技术更好地进行手术操作。
虚拟现实的应用已经逐渐改变了我们的生活方式和工作方式。
而相比之下,增强现实技术则是通过将数字信息与现实世界相结合来扩展我们的认知能力。
通过AR技术,我们可以在现实世界中看到实时的数字信息、图像或者视频,以增强我们对周围环境的理解和认知。
可以说,AR技术是对于现实世界的一种补充和扩展。
与VR技术不同的是,AR技术往往采用透明显示设备,如AR眼镜等。
这种技术的应用也非常广泛,比如在教育领域,AR技术可以为学生提供更丰富的学习资源,让他们更加深入地理解知识;在维修领域,AR技术可以为维修人员提供实时的指导和信息,提高工作效率。
然而,虽然VR和AR技术各有优势,但是它们也面临一些共同的挑战和限制。
首先,技术的成本和设备问题是制约VR和AR技术发展的主要因素之一。
目前,高质量的VR和AR设备价格昂贵,且需要较高的计算能力支持;这对于用户来说可能是不可承受之重。
其次,与硬件设备相对应的是软件内容的不足。
虚拟现实和增强现实的应用需要精心设计和开发的软件内容,目前市场上的内容相对匮乏,不能完全满足用户的需求。
另外,虚拟现实和增强现实技术也引发了一些社会问题和道德伦理的思考。
比如,使用VR技术的游戏可能使玩家上瘾,影响其现实世界的生活;在教育领域,虚拟实验室虽然能够提供更安全与便捷的实验环境,但是也可能降低学生对实际实验的兴趣与需求。
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计算机软件的虚拟现实与增强现实应用虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)是计算机软件领域中具有广泛应用前景的两个重要技术,它们能够通过特定的设备和算法,将虚拟的数字信息与现实世界进行融合,为用户提供沉浸式的感官体验和更加丰富的信息呈现。
本文将分为四个章节,分别介绍虚拟现实与增强现实的概念、技术原理、应用领域以及未来发展趋势。
第一章:虚拟现实概述虚拟现实是通过电子技术模拟逼真的三维图像,使用户感觉像身临其境一样。
其核心技术包括虚拟环境建模、传感器设备、图形处理、人机交互等。
应用方面,虚拟现实在游戏、教育、医疗等领域都有广泛应用,如虚拟游乐园、虚拟实验室和虚拟手术室等。
第二章:虚拟现实技术原理虚拟现实技术的实现离不开三个要素:虚拟环境建模、传感器设备和图形处理。
首先,虚拟环境建模是将真实世界的物体、场景以及相关信息进行数字化表示,构建虚拟世界。
其次,传感器设备包括头戴式显示器、手柄、定位装置等,能够感知用户的动作和位置信息。
最后,图形处理是将数字化的虚拟环境通过计算机图形学技术渲染出逼真的视觉效果。
第三章:虚拟现实应用领域虚拟现实技术在众多领域都有广泛应用。
首先是游戏娱乐领域,虚拟现实能够为玩家提供身临其境的游戏体验,例如《刺客信条VR版》和《全面战争VR版》等。
其次是教育培训领域,虚拟实验室、虚拟场景等能够提供安全、经济、便捷的学习环境,例如虚拟化学实验室和虚拟实景教学。
此外,虚拟现实在医疗康复、建筑设计等领域也有重要的应用价值。
第四章:增强现实概述增强现实是指通过虚拟信息与现实场景的融合,以增强用户的感知和认知能力。
增强现实技术主要包括视觉增强、语音增强和触觉增强等。
应用方面,增强现实广泛应用于游戏、导航、工业维修、零售等领域,如《Pokémon GO》游戏和AR导航。
第五章:增强现实技术原理增强现实技术的实现依赖于计算机视觉、传感器技术和模型匹配等核心技术。
虚拟现实(VR)与增强现实(AR)在新媒体中的应用随着科技的不断发展,虚拟现实(VR)和增强现实(AR)已经成为新媒体领域的热门话题。
虚拟现实技术通过模拟真实世界的环境和场景,使用户能够身临其境地体验各种虚拟场景。
而增强现实技术则是将虚拟元素与现实世界相结合,为用户提供增强的视觉和听觉体验。
这两种技术在新媒体中的应用越来越广泛,为用户带来了全新的体验和娱乐方式。
首先,虚拟现实和增强现实在游戏领域中得到了广泛的应用。
通过虚拟现实技术,玩家可以身临其境地参与到游戏中,感受到真实的游戏体验。
例如,玩家可以穿上VR头盔,进入一个虚拟的游戏世界,与游戏中的角色进行互动。
而增强现实技术则可以将虚拟元素与现实世界相结合,为玩家提供更加丰富的游戏体验。
例如,玩家可以通过手机或平板电脑上的AR应用,将虚拟角色放置在现实世界中,与其进行互动。
这些技术的应用使得游戏更加具有沉浸感和互动性,为玩家带来了全新的游戏体验。
其次,虚拟现实和增强现实在教育领域中也有着广泛的应用。
通过虚拟现实技术,学生可以身临其境地参观各种地方,体验各种场景。
例如,学生可以通过VR头盔参观博物馆、动物园等地方,了解各种知识。
而增强现实技术则可以将虚拟元素与现实世界相结合,为学生提供更加丰富的学习体验。
例如,学生可以通过手机或平板电脑上的AR应用,将虚拟的模型放置在现实世界中,进行学习和实验。
这些技术的应用使得教育更加生动有趣,激发学生的学习兴趣和创造力。
此外,虚拟现实和增强现实在娱乐领域中也有着广泛的应用。
通过虚拟现实技术,用户可以身临其境地参与到各种娱乐活动中。
例如,用户可以通过VR头盔参与到电影、音乐会等活动中,感受到真实的娱乐体验。
而增强现实技术则可以将虚拟元素与现实世界相结合,为用户提供更加丰富的娱乐体验。
例如,用户可以通过手机或平板电脑上的AR应用,将虚拟的角色放置在现实世界中,与其进行互动。
这些技术的应用使得娱乐更加多样化和创新,为用户带来了全新的娱乐体验。
《增强现实(AR)在教学中的应用案例评述》篇一增强现实(AR)在教学中的应用案例评述一、引言随着科技的飞速发展,增强现实(AR)技术逐渐成为教育领域中的一种重要工具。
它通过将虚拟信息与真实世界相结合,为学生提供更为直观、生动的学习体验。
本文将详细分析增强现实在教学中的应用案例,以评估其在教学实践中的价值和影响。
二、增强现实(AR)技术的简介增强现实技术是一种将虚拟信息融入到真实世界的技术,它可以在用户看到的真实环境中叠加虚拟元素,使得用户可以直观地看到并与之互动。
这种技术在教学中的应用,为学生提供了全新的学习方式。
三、增强现实在教学中的应用案例1. 科学实验教学在科学实验教学中,AR技术可以将复杂的实验过程以直观的方式呈现给学生。
例如,在生物学教学中,学生可以通过AR 技术观察细胞的内部结构,了解细胞的各种功能。
在化学教学中,AR技术可以模拟化学反应过程,使学生更深入地理解化学反应的原理。
2. 历史教学AR技术可以将历史事件以更为生动的方式呈现给学生。
例如,通过AR技术,学生可以在博物馆中看到历史事件的现场重现,仿佛置身于历史场景中,增强了学习的体验感和记忆度。
3. 地理教学在地理教学中,AR技术可以将抽象的地理知识变得具体化。
例如,学生可以通过AR技术查看地形地貌的立体模型,了解地理现象的分布和演变过程。
此外,AR技术还可以模拟气候环境,帮助学生更好地理解气候变化对地理环境的影响。
四、增强现实教学的优势与价值(一)优势1. 增强学习体验:AR技术将虚拟信息与真实世界相结合,为学生提供更为直观、生动的学习体验。
2. 提高学习效率:通过AR技术,学生可以更深入地理解知识内容,提高学习效率。
3. 培养学习兴趣:AR技术的互动性和趣味性可以激发学生的学习热情,培养学习兴趣。
4. 弥补传统教学不足:AR技术可以弥补传统教学方式中难以呈现的抽象概念和复杂现象。
(二)价值1. 教育改革创新:AR技术的应用为教学改革提供了新的思路和方法,推动了教育领域的创新发展。
AR(增强现实技术)市场需求分析引言增强现实技术(Augmented Reality,简称AR)是一种通过将虚拟信息叠加在现实世界中的技术,以提供更丰富的用户体验。
近年来,AR技术在各个领域得到广泛应用,包括教育、娱乐、零售、制造业等等。
本文将对AR市场需求进行分析,以了解AR技术在各个行业的市场潜力。
教育市场需求随着教育行业的不断发展,传统的教学方法已经无法满足学生的需求。
AR技术为教育行业带来了许多新的机遇。
通过AR技术,学生可以实时获得三维模型、虚拟实验等信息,提高学习效果和兴趣。
教师也可以利用AR技术创建交互式教学场景,增强学生的参与度和互动性。
因此,AR技术在教育市场中具有广阔的发展空间。
娱乐市场需求娱乐行业一直是AR技术的重要应用领域之一。
AR技术可以为用户提供沉浸式的娱乐体验,不仅可以将虚拟角色和场景带入现实世界,还可以将现实世界与虚拟世界相结合,创造全新的游戏体验。
例如,通过AR技术,用户可以在自己的家中玩家庭AR游戏,或者在公共场所参与AR互动游戏。
因此,娱乐行业对于AR技术的需求非常强烈。
零售市场需求随着电子商务的快速发展,传统零售行业面临着转型和竞争的压力。
AR技术为零售行业带来了许多新的机会。
通过AR技术,用户可以通过虚拟试衣、虚拟试妆等方式更好地了解商品,提供更好的购物体验。
零售商也可以利用AR技术创建虚拟展示和导购系统,提高销售额和用户满意度。
因此,AR技术在零售市场中具有巨大的潜力。
制造业市场需求随着制造业的数字化转型,AR技术被广泛应用于制造过程中的各个环节。
通过AR技术,工人可以获得即时的指导和培训,提高操作效率和准确性。
制造商也可以利用AR技术进行产品设计和展示,进行远程维护等工作。
因此,AR技术在制造业市场中的需求非常高涨。
总结AR技术在教育、娱乐、零售和制造业等市场中具有极大的潜力。
教育行业可以通过AR技术提供更好的学习体验,娱乐行业可以为用户带来全新的娱乐方式,零售行业可以提供更好的购物体验,制造业可以提高工作效率和准确性。
一、AR技术与VR技术谈到AR(增强现实)技术,就不得不说到VR(虚拟现实)技术,后者已经在室内设计行业得到了广泛的认同与应用。
这两种技术都是时下人们关注度较高的新技术,都是通过虚拟图像带给使用者逼真体验的图像技术,但实际上两者是不同的显示技术。
VR技术是一种通过虚拟全景影像使使用者置身于虚拟世界的显示技术。
使用者需要佩戴VR眼镜和VR手柄进行头部与手部捕捉。
电脑通过捕捉使用者的动作,让虚拟场景与使用者互动,使使用者产生置入错觉,沉浸在虚拟场景之中,呈现一个完整、逼真的虚拟世界。
目前,VR技术的普及范围要大于AR技术,且已广泛应用于影视、游戏、软件、建筑等领域。
室内设计行业因自身的特点,很早就利用了VR技术。
VR技术可以帮助室内设计师更加全面、直观地向甲方展示设计方案的最终效果,因此很快得到了广泛传播,相关的案例也有许多。
AR技术也是当下新生的一种图形显示技术,它的提出和应用都迟于VR技术。
AR技术通过捕捉现实场景,将设计好的三维画面与现实场景融合,体验者可以在真实场景中看到需要的物体,这个过程同样需要借助AR眼镜或显示器。
AR技术虽然应用时间较短,但传播速度很快,短时间内就在医疗、图书、手机、游戏等领域得到了广泛运用,发展势头良好。
越来越多的行业加入AR技术的开发行列,并获得了成功,如前段时间风靡全球的《Pokemon Go》。
而在室内设计行业,AR技术的开发不如VR技术。
台湾的初创企业iStaging研发并发售了运用AR技术辅助室内的设计APP,通过使用这款APP,用户能实时对摆放在家中的家具进行预览,这样就能轻松地设计自己的房子。
用户在平板电脑、手机上观看新的桌子、沙发、衣柜或其他家具时,这些家具如在眼前。
这让人们看到了AR技术运用在室内设计中的广阔前景,笔者相信AR技术会和VR技术一样,成为室内设计行业的又一大方向。
二、运用AR技术进行室内设计创作的优势1.设备成本低AR技术的影像依托于现实场景,其与现实场景的融合只需要配套软件和一块显示器。
增强现实技术综述马福强(北京理工大学光电学院)摘要:增强现实是指将虚拟物体叠加到显示场景中,并支持使用者与其进行交互,它已经成为当今虚拟现实研究中的一个重要分支。
本文首先概述了增强现实领域内的主要研究内容和进展情况,并对增强现实的实现系统进行了描述,然后重点介绍了增强现实中的关键技术及现在取得的一些成果,最后描述了增强现实的广泛应用和广阔的应用前景。
关键词:增强现实,跟踪注册,显示技术1、引言增强现实(Augmented Reality, AR)是虚拟现实(Virtual Reality, VR)的基础上发展起来的,AR是VR的技术延伸,同时两者又有着明显的界线与区别。
VR 是将计算机图形学、计算机仿真技术、人机交互技术、传感技术、人工智能、多媒体技术等综合集成,产生逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的三维虚拟环境,使用者可以自然地和虚拟环境中的客体进行交互,相互影响。
与VR所要达到的完全沉浸在虚拟环境中的效果不同的是,AR的目标是将计算机生成的文本信息、图像、虚拟3D模型、视频或场景等实时准确的叠加到使用者所感知的真实景物上,实现虚拟场景和真实场景的有机融合。
因此AR是虚拟环境与真实场景之间的一座桥梁,实现了对现实世界信息的增强,提高使用者对真实世界的感知能力。
在AR中,使用者同样可以通过各种方式来与虚拟物体进行交互。
AR技术不仅提供了一种更容易实现的虚拟现实的方法,更代表了下一代更易使用的人机界面的发展趋势。
近年来,随着计算机性能的提高和图形学与视觉技术的发展,AR技术逐渐成为了国内外广大学者们研究的热点,其应用领域也越来越广泛,包括医疗、军事、工业、教育、娱乐、城市规划、旅游展览和可视化信息检索服务等。
美国巴特尔研究所将AR技术列为二十一世界十大最具战略意义的技术之一。
2、增强现实的研究与进展2.1、国外研究与进展20世纪90年代初期,波音公司的Tom Caudell和他的同事第一次提出了“增强现实”(Augmented Reality)的概念[1]。
增强现实产品介绍Augmented Reality (AR)中文称之为:现实增强或增强现实(或扩展现实、扩张实境)。
增强现实技术是一种能够把虚拟物体与真实环境紧密结合起来,以增强人们对真实环境的理解与体验的技术。
具体的说,增强现实是通过电脑技术,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。
增强现实技术,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”。
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。
增强现实是把数字信息与实时视频或使用者的实时环境整合的技术。
从学术和技术的角度来说,增强现实技术是把使用者看到的真实画面,通过摄影机等设备,与电脑产生的虚拟画面实时结合,成为有各种补充信息的增强画面。
虚实结合它可以将显示器屏幕扩展到真实环境,使计算机窗口与图标叠映于现实对象,由眼睛凝视或手势指点进行操作;让三维物体在用户的全景视野中根据当前任务或需要交互地改变其形状和外观;对于现实目标通过叠加虚拟景象产生类似于X光透视的增强效果;将地图信息直接插入现实景观以引导驾驶员的行动;通过虚拟窗口调看室外景象、使墙壁仿佛变得透明。
实时交互它使交互从精确的位置扩展到整个环境,从简单的人面对屏幕交流发展到将自己融合于周围的空间与对象中。
运用信息系统不再是自觉而有意的独立行动,而是和人们的当前活动自然而然地成为一体。
交互性系统不再是具备明确的位置,而是扩展到整个环境。
三是三维注册,即根据用户在三维空间的运动调整计算机产生的增强信息。
产品构成软件硬件虚拟信息融合引擎摄像头三维显示系统投影机传感系统工控主机显示器增强现实(Augmented Reality, AR)技术是借助于三维显示技术、交互技术、多种传感技术、计算机视觉技术以及多媒体技术把计算机生成的二维或三维的虚拟信息融合到用户所要体验的真实环境中的一种技术,其目的在于通过把计算机生成的虚拟对象与真实环境融为一体的方式来增强用户对真实环境的理解。
CAD文件中的增强现实(AR)技术应用CAD(计算机辅助设计)是现代工程设计领域广泛使用的一种技术,它通过计算机软件辅助设计、绘图和模拟等方法,提高了设计效率和质量。
而增强现实(AR)技术则是一种能够将虚拟信息与现实环境相结合的技术,通过在现实世界中叠加虚拟元素,为用户提供直观的交互体验。
近年来,CAD文件中的增强现实技术应用越来越受到关注,并在工业设计、建筑设计、教育培训等领域得到了广泛应用。
一、工业设计中的AR技术应用在产品设计过程中,利用CAD软件可以实现3D建模和虚拟样机制作,从而加快产品开发速度和降低成本。
而结合增强现实技术,可以将虚拟的产品模型叠加到现实环境中,设计师和客户可以通过AR眼镜或移动设备直接观察和交互虚拟产品,实时调整设计方案,提高设计效率。
此外,通过AR技术,设计师还可以实时查看产品结构状况、检测装配过程中的错误等,提前发现和解决问题,减少设计中的风险。
二、建筑设计中的AR技术应用在建筑领域,CAD软件早已成为建筑师和设计师的标配工具。
利用CAD软件可以进行建筑方案的设计和模拟,提供详细的施工图纸等。
而AR技术则可以将建筑模型叠加到现实环境中,直观展示建筑物的外观和内部结构,同时还可以进行环境效果模拟、光线仿真等。
比如,在施工前,通过AR技术可以让建筑师和业主在现场实时观察建筑物的外观和内部结构,调整设计方案或材料选择,提高沟通效率并减少后期改动。
三、教育培训中的AR技术应用AR技术在教育培训领域的应用也日益广泛。
在CAD教学中,学生可以通过AR技术将虚拟模型叠加到真实环境中,实时观察和学习复杂的三维结构和工艺流程。
比如,在机械设计教学中,学生可以通过AR技术直接观察并操作虚拟的机械设备,深入理解工作原理和操作技巧。
而在医学培训中,AR技术也可以用于模拟手术操作和人体解剖等,提供更直观的学习体验和实践环境。
四、AR技术在其他领域的应用除了工业设计、建筑设计和教育培训领域,AR技术还在其他领域得到应用。
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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
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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
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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。
HMD(Video See-through HMD),实现方案如图5所示。
四、 应用领域:
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。[
* 医疗领域: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。
* 军事领域:部队可以利用增强生活中的AR现实技术,进行方位的识别,获得
实时所在地点的地理数据等重要军事数据。
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* 古迹复原和数字化文化遗产保护:文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参
观者,用户不仅可以通过HMD看到古迹的文字解说,还能看到遗址上残缺部分
的虚拟重构。
* 工业维修领域:通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户,包括虚拟仪表
的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。
*网络视频通讯领域:该系统使用增强现实和人脸跟踪技术,在通话的同时在通
话者的面部实时叠加一些如帽子、眼镜等虚拟物体,在很大程度上提高了视频对
话的趣味性。
* 电视转播领域:通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信
息叠加到画面中,使得观众可以得到更多的信息。
* 娱乐、游戏领域:增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家,共同进入一
个真实的自然场景,以虚拟替身的形式,进行网络对战。
* 旅游、展览领域:人们在浏览、参观的同时,通过增强现实技术将接收到途经
建筑的相关资料,观看展品的相关数据资料。
* 市政建设规划:采用增强现实技术将规划效果叠加真实场景中以直接获得规划
的效果。
国内首次将这项技术应用到普通生活中,是在苹果的AppStore上发布的一款免
费的叫作出行百科(增强现实版)XINGWIKI的软件。
总体来讲,增强现实在中国处于起步阶段,许多虚拟现实领域的企业已经开始专
注于“增强现实”的研发和应用。比如中视典数字科技研发的VRP12.0就集成
了增强现实的功能。