什么是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),也被稱(chēng)為混合現(xiàn)實(shí)。它是在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù),可以在用戶(hù)看到的真實(shí)場(chǎng)景上疊加上由計(jì)算機(jī)生成的虛擬景象。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供的信息增加用戶(hù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的技術(shù),并將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場(chǎng)景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)場(chǎng)景中,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)的“增強(qiáng)”。它將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體或關(guān)于真實(shí)物體的非幾何信息疊加到真實(shí)世界的場(chǎng)景之上,實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)世界的增強(qiáng)。同時(shí),由于用于與真實(shí)世界的聯(lián)系并未被切斷,交互方式也就顯得更加自然。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將真實(shí)世界信息和虛擬世界信息“無(wú)縫”集成的新技術(shù),是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時(shí)間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺(jué)信息,聲音,味道,觸覺(jué)等),通過(guò)電腦等科學(xué)技術(shù),模擬仿真后再疊加,將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界,被人類(lèi)感官所感知,從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時(shí)地疊加到了同一個(gè)畫(huà)面或空間同時(shí)存在。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息,而且將虛擬的信息同時(shí)顯示出來(lái),兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺(jué)化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中,用戶(hù)利用頭盔顯示器,把真實(shí)世界與電腦圖形多重合成在一起,便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)包含了多媒體、三維建模、實(shí)時(shí)視頻顯示及控制、多傳感器溶合、實(shí)時(shí)跟蹤及注冊(cè)、場(chǎng)景融合等新技術(shù)與新手段。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下,不同于人類(lèi)可以感知的信息。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)是:
1、虛實(shí)結(jié)合
它可以將顯示器屏幕擴(kuò)展到真實(shí)環(huán)境,使計(jì)算機(jī)窗口與圖標(biāo)疊映于現(xiàn)實(shí)對(duì)象,由眼睛凝視或手勢(shì)指點(diǎn)進(jìn)行操作;讓三維物體在用戶(hù)的全景視野中根據(jù)當(dāng)前任務(wù)或需要交互地改變其形狀和外觀(guān);對(duì)于現(xiàn)實(shí)目標(biāo)通過(guò)疊加虛擬景象產(chǎn)生類(lèi)似于X光透視的增強(qiáng)效果;將地圖信息直接插入現(xiàn)實(shí)景觀(guān)以引導(dǎo)駕駛員的行動(dòng);通過(guò)虛擬窗口調(diào)看室外景象、使墻壁仿佛變得透明。
2、實(shí)時(shí)交互
它使交互從精確的位置擴(kuò)展到整個(gè)環(huán)境,從簡(jiǎn)單的人面對(duì)屏幕交流發(fā)展到將自己融合于周?chē)目臻g與對(duì)象中。運(yùn)用信息系統(tǒng)不再是自覺(jué)而有意的獨(dú)立行動(dòng),而是和人們的當(dāng)前活動(dòng)自然而然地成為一體。交互性系統(tǒng)不再是具備明確的位置,而是擴(kuò)展到整個(gè)環(huán)境。三是三維注冊(cè),即根據(jù)用戶(hù)在三維空間的運(yùn)動(dòng)調(diào)整計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的增強(qiáng)信息。
3、在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的組成
一個(gè)完整的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結(jié)、實(shí)時(shí)工作的硬件部件與相關(guān)的軟件系統(tǒng)協(xié)同實(shí)現(xiàn)的,常用的有如下三種組成形式:
Monitor-Based
在基于計(jì)算機(jī)顯示器的AR實(shí)現(xiàn)方案中,攝像機(jī)攝取的真實(shí)世界圖像輸入到計(jì)算機(jī)中,與計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬景象合成,并輸出到屏幕顯示器。用戶(hù)從屏幕上看到最終的增強(qiáng)場(chǎng)景圖片。
光學(xué)透視式
頭盔式顯示器(Head-mounted displays,簡(jiǎn)稱(chēng)HMD)被廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中,用以增強(qiáng)用戶(hù)的視覺(jué)沉浸感。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究者們也采用了類(lèi)似的顯示技術(shù),這就是在AR中廣泛應(yīng)用的穿透式HMD。根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)原理又劃分為兩大類(lèi),分別是基于光學(xué)原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD(Video See-through HMD)。
視頻透視式
視頻透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)采用的基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD(Video See-through HMD)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)案例
這項(xiàng)技術(shù)也為移動(dòng)通訊營(yíng)銷(xiāo)創(chuàng)造了新契機(jī),未來(lái)手機(jī)廣告將會(huì)以嶄新的形式亮相于大眾眼前,智能手機(jī)用戶(hù)只需把攝像頭對(duì)準(zhǔn)建筑物,比如紐約著名的中央車(chē)站,您就會(huì)立即看到車(chē)站的歷史和相關(guān)背景信息,同時(shí)也可以接收車(chē)站里面和周?chē)碳业拇黉N(xiāo)信息和產(chǎn)品介紹,甚至可以實(shí)時(shí)瀏覽車(chē)站的運(yùn)營(yíng)情況,如您的朋友乘坐的列車(chē)是否進(jìn)入了站臺(tái)等。據(jù)分析人士指出,隨著技術(shù)越趨成熟,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)為美國(guó)企業(yè)帶來(lái)的銷(xiāo)售額將在2014年達(dá)到七億三千萬(wàn)美元。
2010年10月,日本首次推出了具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的智能眼鏡,這副重量?jī)H為20克的眼鏡可以用數(shù)字內(nèi)容,諸如方向或者旅游指南等對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行標(biāo)注和說(shuō)明,將現(xiàn)實(shí)世界和數(shù)據(jù)信息密切聯(lián)系在一起。同該智能眼鏡相連的手機(jī)使用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件。研究人員首次在這副智能眼鏡一邊的鏡架上安裝了一個(gè)細(xì)小的視網(wǎng)膜顯示器,它會(huì)將文本和圖像直接投影進(jìn)佩戴者的周邊視野范圍內(nèi),使佩戴者能夠同他們正在觀(guān)看的物體保持視力接觸,從而不會(huì)妨礙佩戴者的正?;顒?dòng)。
還誕生了一項(xiàng)可以“吃”的高科技一一增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)蛋糕。它是利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),將原本用奶油寫(xiě)出的祝?;蛘邎D案變成編碼圖案,然后可以利用手機(jī)或者電腦的攝像頭拍攝還原。相比直接寫(xiě)上的文字內(nèi)容,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖案可以展示出更加豐富的內(nèi)容。
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