增强现实技术发展与关键应用
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更新于2024-08-02
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“增强现实研究进展 CG_Symposium05_WangYongTian_AugmentReality”
增强现实(Augmented Reality,简称AR)是一种结合现实世界与虚拟信息的技术,通过在真实场景上叠加计算机生成的图像和数据,从而提供一种增强的感官体验。这种技术不仅降低了用户与真实世界的隔离感,还在军事、工业、医疗、教育和文化等多个领域展现出广泛的应用潜力。
在虚拟现实(Virtual Reality,VR)与增强现实之间,还有混合现实(MixedReality,MR)和增强虚拟性(Augmented Virtuality,AV)。MR是指将虚拟元素融入真实世界,而AV则是将真实元素引入虚拟环境。AR的独特之处在于其较低的硬件要求、更高的注册精度以及更真实的体验,与VR相比,AR更强调实时交互和虚实融合。
增强现实系统的关键组成部分包括:图像采集、实时跟踪、注册定位、虚拟物体绘制渲染以及虚实场景融合显示。其中,透视式头盔显示是常见的AR显示设备类型,分为视频透视式、光学透视式等,每种都有其优缺点。例如,视频透视式易于利用现有的VR头盔,但可能需要复杂的图像融合处理;光学透视式则能提供更准确的真实世界感知,但对硬件和注册定位系统的精度要求更高。
显示技术方面,除了头盔显示器,还包括透视液晶屏和监视器等其他显示设备。例如,美国普渡大学的Interactive Mediated Reality项目就使用了特殊的显示器来实现AR应用。
注册定位是AR系统的核心技术之一,它涉及到实时检测用户头部位置、视线方向,并确定虚拟信息在投影平面上的精确位置。理想的注册定位技术应具备实时性、稳定性和鲁棒性,能够适应各种环境变化,如光照、遮挡和物体运动等。注册定位技术通常分为基于视觉的方法(如单视图、双视图和三视图)、基于硬件的方法以及混合方法。
增强现实技术是当前科技领域的热点研究方向,其在多个领域内的应用前景广阔,同时也面临着技术挑战,如提高硬件性能、优化注册定位算法等。随着技术的发展,AR有望在未来的日常生活中发挥更大的作用。
2022-03-09 上传
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