AR 仿真与交互

增强现实(Augmented Reality,简称AR),是促使真实世界信息和虚拟世界信息内容之间综合在一起的较新的技术内容,其将原本在现实世界的空间范围中比较难以进行体验的实体信息在电脑等科学技术的基础上,实施模拟仿真处理,叠加将虚拟信息内容在真实世界中加以有效应用,并且在这一过程中能够被人类感官所感知,从而实现超越现实的感官体验。

真实环境和虚拟物体之间重叠之后,能够在同一个画面以及空间中同时存在。增强现实技术不仅能够有效体现出真实世界的内容,也能够促使虚拟的信息内容显示出来,这些细腻内容相互补充和叠加。

关键技术

1、跟踪注册技术

为了实现虚拟信息和真实场景的无缝叠加,要求虚拟信息与真实环境在三维空间位置中进行配准注册。包括使用者的空间定位跟踪和虚拟物体在真实空间中的定位两个方面的内容。移动设备摄像头与虚拟信息的位置需要相对应,检测需要‘增强"的物体特征点以及轮廓,跟踪物体特征点自动生成二维或三维坐标信息。跟踪注册技术的好坏直接决定着增强现实系统的成功与否,常用的跟踪注册方法有基于跟踪器的注册、基于机器视觉跟踪注册、基于无线网络的混合跟踪注册技术四种。

2、显示技术

显示器包含头盔显示器和非头盔显示设备等相关内容。透视式头盔让使用者交互的接口及图像等综合在一起,使用更加真实有效的环境对其实施应用微型摄像机的形式,拍摄外部环境图像,计算机进行图像处理,并把虚拟和真实环境融合在一起,两者之间的图像进行叠加。光学透视头盔显示器可以在这一基础上利用安装在用户眼前的半透半反光学合成器,充分和真实环境综合在一起,真实的场景可以在半透镜的基础上,满足用户的相关操作需要。

3、虚拟物体生成技术

当前虚拟物体的生成是在三维建模技术的基础上得以实现的,能够充分体现出虚拟物体的真实感,在对增强现实动感模型研发的过程中,需要能够全方位和集体化对物体对象展示出来。虚拟物体生成的过程中,自然交互是其中比较重要的技术内容,在具体实施的时候,对现实技术的有效实施有效辅助,使信息注册更好的实现,利用图像标记实时监控外部输入信息内容,使得增强现实信息的操作效率能够提升,并且用户在信息处理的时候,可以有效实现信息内容的加工,提取其中有用的信息内容。

4、交互技术

AR设备的交互方式主要分为以下三种:
(1)现实世界中的点位选取来,例如AR贺卡、毕业相册等。
(2)将空间中的一个或多个事物的特定姿势或者状态加以判断,这些姿势都对应着不同的命令。使用者可以任意改变和使用命令来进行交互,比如用不同的手势表示不同的指令。
(3)使用特制工具进行交互。比如谷歌地球,它就是利用类似于鼠标一样的东西来进行一系列的操作,从而满足用户对于AR互动的要求。

5、合并技术

为了增加AR使用者的现实体验,增强AR的真实感,需要考虑虚拟事物与真实事物之间的遮挡关系以及具备四个条件:几何一致、模型真实、光照一致和色调一致,这四者缺一不可。