增强现实技术发展概况及应用领域

markq

本文节选自《基于增强现实的协同式装配系统研究》第一章 1—5节
     增强现实是从虚拟现实发展出来的一门新兴的技术，能够将虚拟信息，包括图形、声音等叠加到真实场景中去，以达到对现实的信息进行增强的目的。增强现实以其虚实结合的特点在医疗、制造业、军事、教育、娱乐等诸多领域得到越来越多的应用。
      增强现实(Augmented Reality)作为门新兴的技术，其研究范围包含了许多相关领域，如计算机图形学(Computer Graphics)、图像处理(ImageProcessing)，机器视觉(Machine Vision)、入机交互(}{uman—ComputerInteraction)、信患可视化(Information Visual ization)、计算机网络(Computer Networks)，以及图形加速设备、移动显示设备、传感器等等诸多方面。增强现实以其独特的虚实结合的技术特点拥有广泛的应用前最。本章将介绍增强现实的技术概念、发展背景、关键技术和应用情况。
    1、引言
    随着计算机技术的发展，特别是计算机图形学和虚拟现实技术的发展，计舞机辅助设计、三维仿真建模、计算机艺术等领域目趋成熟并逐步走向商用。这些技术的不断发展使得人们逐步进入到数字化的虚拟时代，虚拟现实技术(Virtual Reality，简称VR)作为一种新型的计算机媒体形式，可以透过计算机生成如同真实世界一般的三维虚拟场景图，呈现真实环境不易看到或完全虚构的虚拟世界，给人们带来前所未有的如同真实的体验。用户通过佩戴头盔显示器和各种各样的传感器可以浸入到虚拟世界中进行三维交互，操作虚拟世界中的物体，褥到身临其境的感受。虚拟现实技术经过几十年的发展，已经逐步成熟，并在工业仿真，城市规划、娱乐、教育、医疗、军事等方厦得到广泛的应用。
    增强现实(Augmented Reality，简称AR)作为一门从虚拟现实(VirtualReality，简称VR)技术发展出来的额兴技术，其原理是将虚拟的信息，包括计算机生成的图形、文字、声音等，实时地整合到现实的环境中，以达到对现实的信息进行增强的目的。






图1虚拟的茶壶、一个真实的眼镜
    图1是个典型的增强现实场景，图中一个真实的书、真实的红蓝眼镜杯和一个虚拟的粉色茶壶同时存在于一个真实画面中，其中背景、书、水杯是由摄像机拍摄获取到的真实场景图像，茶壶为计算机生成的虚拟图形，将该图形叠加到真实图像适当位置上去就得到圈中所示的虚宴结台的场景。从视觉上，理想的增强现实系统能够绘观察者实时地提供真实和虚拟物体混合的逼真的三维场景。为了能够实现具实物体与虚拟模型的无缝融音，系统需要有精确的跟踪定位方法，使得虚拟模型处于正确的方位，融合到真实场景之中。系统还需要提供直现精确的交互设各，使得人能够用像在真实环境一样自然地与混台场景中的物体进行交互。增强现实可以将虚构的场景或不易观察到的真实场景以三维影像的形式展示给观察者，呈现亦真亦幻的世界。增强现实并不局限在从视觉上对真实世界进行增强，它还可以通过模拟的声音、触感、甚至气味等从听觉、触觉、味觉所有感官进行增强，营造一个感官真实的环境。
    增强现实(AR)虽然同虚拟现实(VR)一样都是利用计算机生成三维虚拟模形．但不同的是，增强现实是将虚拟的图形等信息叠加到真实场景中击，使用户能够同时感受到真实和虚拟的场景信息，实现虚实结合，而虚拟现实是将用户与真实场景隔离开来，使其浸入到一个完全由计算机生成的虚拟场景，无法感受到真实信息。鉴于虚拟现实同增强现实的相似和不同，Milgram et a1(1994a)(1994b)系统地阐述了二者的关系，增强现实(AR)可咀视作是介于真实环境(Real Environment)和虚拟环境(Virtual Environment)之间的一种场景表达。 图2给出了虚拟和现实联合体环境的四种分类，从中可以看出增强现实和虚拟环境的不同。

robert

好的

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