增強現實中若幹關鍵技術的研究(PDF 46頁)

內容摘要
第一章 緒論
1.1增強現實技術概述
增強現實 ( (Augmented Realit y, AR) ，是虛擬現實 (Virtual Realit y, PR) 技術
的一個重要分支，也是一個新興的研究熱點. 虛擬現實定義為:計算機生成的三維
交互式虛擬場景，使用戶感覺到沉浸於其中。但是現實世界中的場景是相當複雜
的，包含了非常可觀的數據。從現有技術看，性能再高的計算機，生成的圖形再
精確，也難以完全描繪它。而且在很多場合，人們需要的更多的是對真實場景的
認識，所以也沒有必要由計算機生成全部場景。增強現實技術正是在這樣的背景
下應運而生。增強現實由用戶看到的真實場景和疊加於真實場景上的計算機生成
的虛擬景物組合而成，虛擬景物對真實場景起增強作用，提高人們對真實場景的
感覺和認識。增強現實的最終目標是生成一個真實場景和虛擬景物完全融合的場
景，使得用戶感覺不到哪些是真實的，哪些是虛擬的，而認為自己所看的是一個
完全真實的場景[ m
增強現實技術具有虛實結合、實時交互和三維注冊的特點。增強現實技術可
以利用己有的真實世界，為用戶提供一種複合的視覺效果: 用戶觀察到的真實世
界同計算機產生的虛擬場景相融合。當真實場景移動時，虛擬物體也隨之發生變
化，就好像這些虛擬物體是真的存在於真實場景中一樣。理想情況下，虛擬物體
還可以同用戶和真實物體以一種自然的方式進行交互和相互作用。開發增強現實
係統的難點在於如何實時，精確攝像機相對真實世界的位置，使得虛擬場景能夠
與真實世界無縫融合 (三維注冊) [21
增強現實技術是隨著虛擬現實技術的發展而產生的，因此兩者間存在著不可
分割的密切關係，但也有著顯著的差別‘171
1，虛擬現實和增強現實最顯著的區別就是用戶的浸入程度，無論AR 還是VR
係統都追求給身處其中的用戶一種沉浸感，不同之處在於前者偏重於真實世界，
而後者偏重於虛擬景象。虛擬現實技術使用戶完全浸入到由計算機生成的完全虛
擬的環境中去，在這個過程中用戶看不到，也感知不到他周圍的真實環境。虛擬
現實所努力達到的是一種完全的浸入狀態，視覺，甚至某些係統中的聽覺感知都
受控於係統。相反，增強現實則是把計算機產生的虛擬場景無縫的融合到用戶的
視覺感受，允許用戶觀看融合有虛擬物體的真實環境。增強現實係統隻是增補了
真實環境，並試圖保持用戶對真實場景的感知.
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