基於ARToolKit的增強現實技術在恐龍博物館中的應用研究(PDF 62頁)

內容摘要
第1章緒 論
增強現實技術(Augmented Reality，簡稱AR)從廣義上來說是虛擬現實技術的一
個分支，從狹義上來說增強現實與虛擬現實又有著本質的區別，虛擬現實(Virtual
Reality，簡稱VR)是讓計算機完全虛擬現實環境，使用戶的視覺、聽覺和觸覺等感官
完全沉浸在虛擬環境中，實現用戶與虛擬之間的交互，用戶的視覺對象是完全虛擬的，
而AR則是在用戶所處的現有現實環境的基礎上加載虛擬場景，在現實場景的基礎上
擴展用戶視覺，實現用戶與虛擬以及現實之間的交互。因此增強現實技術的研究不僅
是在虛擬現實技術的基礎上前進了一步，更重要的是它包含了新的虛擬理念，有著更
廣闊的應用前景和商業價值。
增強現實一詞誕生於20世紀90年代初，當時波音公司的Tom Caudell和他的同事
在他們設計的一個輔助布線係統中提出了增強現實這個名詞，該係統依靠S．HMD(光
學企業管理頭盔顯示器，Opfical See through Head Mounted 某公司)把由簡單線條繪製的布
線路徑和文字提示信息實時地疊加用戶的視野中，疊加的這些信息可以幫助用戶逐步
地完成拆卸過程，以減少用戶在日常工作中出錯的機會【l】。隨著AR技術的發展，又相
繼出現了多種增強現實應用係統，主要集中在醫療、製造與維修、機器人動作路徑規
劃、娛樂和軍事等幾個方麵。
AR通常是以透過式頭盔顯示係統【2巧】和三維注冊(AR係統中用戶觀察點和計算機
生成的虛擬物體的定位)係統相結合的形式來實現的f2】。通過三維注冊方式，將虛擬物
體加載到現實場景中，從而使現實場景得到增強，實現用戶與虛擬和現實場景的實時
交互。其中加載的虛擬物體可以是圖片、3D模型、視頻、非幾何形的文字信息等等。
AR係統開發的工具有多種，如ARToolKit係列、Coin3D和MR Platform掣11。其
中ARToolKit是一套基於C語言及OpenGL的增強現實係統開發包，該工具包是最初
由日本大阪大學的Hirokazo Kato博士於1999年在華盛頓大學人機接口實驗室
(HITLab)設計開發的Il一。AR目前已成為AR領域內最廣泛的開發包，目前比較常
見的ARl曬olKitPlus工具包、FLARToolK．it工具包以及基於手機移動設備的
NyARTOolKit(基於GoogleAndroid1．0)工具包和ARToolKitPlus．$60(基於Symbian
S60)等工具包都是在ARToolKit算法基礎上移植用來開發AR係統的開發包。
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