（精编）增强现实技术研究进展及其应用课件.ppt

1、增强现实技术增强现实技术研究进展及其应用研究进展及其应用越努力越幸运l概念l增强现实 VS 虚拟现实l增强现实系统lAR技术的发展与研究现状lAR关键技术l应用实例主要内容主要内容越努力越幸运l增强现实（Augmented Reality，AR）是虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）的一个重要分支，也是近年来的研究热点l将计算机生成的虚拟物体或其它信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”l综合了计算机图形、光电成像、融合显示、多传感器、图像处理、计算机视觉等多门学科一、概念一、概念越努力越幸运一、概念一、概念越努力越幸运lVR强调的是虚拟世界给人的沉浸感，强调人能以自然方

2、式与虚拟世界中的对象进行交互操作lAR则强调在真实场景中融入计算机生成的虚拟信息的能力，它并不隔断观察者与真实世界之间的联系。lAR具有较低的硬件要求、更高的注册精度、更具真实感二、增强现实二、增强现实 VS 虚拟现实虚拟现实虚拟现实场景 增强现实场景越努力越幸运l虚实结合l实时交互l三维注册三、增强现实系统三、增强现实系统越努力越幸运l90年代以前，AR的概念还比较模糊；90年代是AR技术迅速发展的10年。比较有名的研究机构有：l美国麻省理工大学的图像导航外科手术室l哥伦比亚大学的图形和用户交互实验室l日本的混合现实实验室l德国的Arvika组织l新加坡的混合现实实验室l此外，用于快速开发的

3、开源软件工具ARToolkit也由华盛顿大学的图形实验室成功开发并维护至今四、四、AR技术的发展与研究现状技术的发展与研究现状越努力越幸运l原有的研究领域拓展到多个新的领域，如城市规划、娱乐教育、工业仿真、文化遗产保护等lAR系统由简单的桌面式扩展到户外可携带型、空间体验型l显示设备也从头盔显示器延伸到大型可触摸式、桌面投射式和便携式四、四、AR技术的发展与研究现状技术的发展与研究现状增强现实显示器仍相当笨重，但开发人员相信他们可以开发出类似眼镜的显示器越努力越幸运l我国在AR领域的研究起步较晚，研究机构主要集中在高校的科研单位l北京理工大学l北京航空航天大学l国防大学l浙江大学l上海大学l从

4、国内发表的论文来看，主要集中在系统应用和配准技术上，研究的问题比较单一、涉及面比较窄l另外，从专利申请的情况看，全球共有108个，这之中我国仅有北京理工大学的一个（2008年数据）四、四、AR技术的发展与研究现状技术的发展与研究现状越努力越幸运l目前国内AR的研究成果主要有：l北京理工大学自主研制了视频、光学穿透式两类头盔显示器l北京理工大学利用AR技术重建圆明园的实验也取得了重要进展l上海大学快速制造工程中心与浙江大学合作开发了AR场景光源的实时检测和真实感绘制框架l此外，在城市规划、地下管网、地理信息系统等领域也有相关的研究四、四、AR技术的发展与研究现状技术的发展与研究现状越努力越幸运四

5、、四、AR技术的发展与研究现状技术的发展与研究现状 真实场景 增强现实场景视频透视式头盔显示器光学透视式头盔显示器越努力越幸运五、五、AR关键技术关键技术虚实物体配准显示技术真实感绘制技术越努力越幸运l虚实物体配准l对真实场景图像和计算机生成的虚拟物体进行无缝合成是实现AR的首先目标l其实质是将两者“对齐”的过程，即：先根据真实物体确定虚拟物体与观察者之间的关系，然后通过正确的投影将虚拟物体投影至观察者的视域范围l要求正确（无延时）、快速（精确、无抖动）、鲁棒（不受光照、遮挡、物体运动的影响）五、五、AR关键技术关键技术越努力越幸运五、五、AR关键技术关键技术越努力越幸运l显示技术l在观察者的

6、眼睛和真实物体之间的光路上成像的技术l根据光路上成像位置的不同可以分为三类五、五、AR关键技术关键技术越努力越幸运l真实感绘制技术l其目标是将真实场景和计算机生成的虚拟物体无缝合成，并最终使观察者感觉不到真实物体和虚拟物体的区别五、五、AR关键技术关键技术越努力越幸运北卡罗莱纳大学的AR辅助B超检查和胸部活组织切片伦敦Guys医院MAGI项目协助医生从耳道中取出神经瘤卡内基梅隆大学的“魔眼”工程布朗大学的外科手术培训系统越努力越幸运欧洲计算机工业研究中心的机械模型注解越努力越幸运SONY公司TransVision增强现实样机系统参与者看到的图像越努力越幸运微软推增强现实技术新应用-记事帖日本新宿高岛屋百货公司内的数字化妆镜越努力越幸运越努力越幸运希腊、土耳其的历史古迹数字重建越努力越幸运l“数字敦煌”工程l由中国科学院计算机研究所、武汉大学和浙江大学联手攻关l预计完成需要10年至20年的时间l包括虚拟现实、增强现实和交互现实3个部分越努力越幸运谢谢！谢谢！越努力越幸运