收稿日期: 2008唱12唱07; 修回日期: 2009唱01唱12 基金项目: 国家科技支撑计划资助 项目(2006BAK13B10) ;上海市重点学科建设资助项
目(J50103)
作者简介:陈一民(1961唱),男,上海人,教授,博导,博士,主要研究方向为计算机控制、增强现实技术、网络与多媒体技术(ymchen@staff.shu.
edu.cn);陈明(1978唱),男,江苏泰州人,博士研究生;许永顺(1963唱),男,河北唐山人,博士,主要研究方向为多媒体技术;柯少敏(1977唱) ,男,福建
莆田人,硕士,主要研究方向为展示技术 应 用 /展示项 目 管理;姚 争为 (1977唱),男,浙 江 海 宁 人,博 士 研 究 生,主 要研 究方 向 为多 媒 体技 术;陆 涛
(1976唱),男,上海人,主要研究方向为多媒体技术;胡俊(1971唱),男,上海人,硕士;陆意骏(1983唱),男,上海人,硕士研究生,主要研究方向为多媒
体技术.
基 于 增 强 现 实 与 异 型 屏 实 时 互 动 系 统 的 研 究
倡
陈一民
1
, 陈 明
1
, 许永顺
2
, 柯少敏
2
, 姚争为
1
, 陆 涛
3
, 胡 俊
4
, 陆意骏
1
(1.上海大学 多媒体中心, 上海 200072; 2.上海世博会事务协调局, 上海 200125; 3.水晶石数字科技有限公司
(上海), 上海 200052; 4.上海张江超艺多媒体系统有限公司, 上海 200336)
摘 要: 提出并实现了一种基于增强现实的多人实时互动的平台和系统。 首次提出了在展览展示领域融合应
用 AR 技术与多异型屏技术,研究并实现了 AR 系统多人实时互动相关技术,设计了 AR 交互系统的渲染平台、
交互平台和网络通信平台。 提出利用人工免疫算法解决 AR 系统实时碰撞检测的问题。 系统将在世博会进行
展示应用,具有良好的技术与经济效益前景。
关键词: 增强现实; 人机交互; 异型屏; 实时处理; 人工免疫系统
中图分类号: TP391畅9 文献标志码: A 文章编号: 1001唱3695(2009)08唱2934唱04
doi:10.3969 /j.issn.1001唱3695.2009.08.039
Research and implement real唱time HCI system
based on augmented reality and anomalous screens
CHEN Yi唱min
1
, CHEN Ming
1
, XU Yong唱shun
2
, KE Shao唱min
2
, YAO Zheng唱wei
1
, LU Tao
3
, HU Jun
4
, LU Yi唱jun
1
(1.Multimedia Center, Shanghai University, Shanghai 200072, China; 2.Bureau of Shanghai World Expo Coordination, Shanghai 200125,
China; 3.Crystal Digital Technology Co.,Ltd( Shanghai), Shanghai 200052, China; 4.Zhangjiang Leapideas Multimedia System( S.H.)
Co.,Ltd, Shanghai 200336, China)
Abstract: This paper proposed and implemented a novel multi唱users real唱time HCI platform and system based on augmented
reality (AR).System seamed AR technology and multi唱anomalous screens in exhibition area firstly.This paper researched and
implemented multi唱users real唱time HCI technology.The AR render platform, HCI platform and network communication plat唱
form were designed and implemented.System applied artificial immune system (AIS) algorithm solved the AR real唱time colli唱
sion detection problem.It will be exhibited in EXPO 2010 in Shanghai.It had well technology and economic efficiency.
Key words: augmented reality; human computer interaction; anomalous screen; real唱time process; artificial immune system
0 引言
增强现实(AR) 技术是随着虚拟现实(virtual reality,VR)
技术迅速发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息
和虚拟世界信息无缝集成的新技术
[1]
。 虚拟现实技术是一种
可以创建和体验一个仿现实或超现实的虚拟世界的信息技术;
这个虚拟世界是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于用
户,使之产生身临其境的感觉的可交互的信息环境。 AR 系统
就是把 VR 放在真实的环境中去检查。 从目前发展趋势来看,
这种与实际环境相结合的虚拟体验方式是虚拟现实技术发展
最有效的实施技术之一
[2]
。 国家在“十一五”计算机应用的三
个发展方向之一就是和谐的人机环境构建,即有环境描述的虚
拟现实技术
[3]
。 国外在 AR 技术研究和应用上是领先的,并在
技术上拥有多项知识产权和技术标准。 美国、欧洲和日本等国
家与地区目前在 AR 的关键技术获得了许多突破,并在关键设
备上也具备了设计和制造能力,且获得了预期的效果
[4]
。 英
国 Fraunhofer 学院开发了适用于城市规划的 AR 系统,使得建
筑设计人员能够在现场预视方案的效果。 日本在 2005 年爱知
世博会上,日立企业馆就应用了一套 AR 系统来演示人与自
然、人与动物的亲密关系,这一娱乐化的高科技支撑的展示技
术手段为日本的企业带来了轰动效益。 在国内,AR 技术还处
于起步阶段,上海大学于 2002 年上半年开始启动基于 PC 平台
的 AR 系统的研究,设计了基于 PC 平台的 AR 系统的结构,实
现了适合 AR 系统的、简便的、自动的、高精度和鲁棒的摄像头
定标方法。
所谓异型屏技术就是把投影投在非平面的异型造型屏幕
上,这样的屏幕可以使模型和场景结合特殊的图形处理技术,
利用多投影机拼接和图像合成控制技术,在一个异型的屏幕上
变幻,从而造成一种多视角、多屏幕显示的环境。 国内在异型
屏科研研究和实际应用中已经取得突破,并具有自己的知识产
权
[5,6]
。 专利
[7]
将连接计算机的普通显示设备虚拟成网络投
影设备,从而通过网络,方便了来自多个投影源的投影内容在
第 26 卷第 8 期
2009 年 8 月
计 算 机 应 用 研 究
Application Research of Computers
Vol.26 No.8
Aug.2009