增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及擴(kuò)展應(yīng)用

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1、AR就是根據(jù)當(dāng)前位置（GPS），和視野朝向（指南針）及手機(jī)朝向（方向傳感器/陀螺儀），在實(shí)景中（攝像頭）投射出相關(guān)信息并在顯示設(shè)備（屏幕）里展示。其實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)在于投影矩陣的獲取。這是一篇寫給我自己看的科普文章。在開始說增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）之前，需要先說說虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）虛擬現(xiàn)實(shí)是從英文VirtualReality一詞翻譯過來的，簡(jiǎn)稱VR。VR技術(shù)是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的技術(shù)，生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，相互影響，從而產(chǎn)生親臨真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。典型的VR系統(tǒng)主要

2、由計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)、輸入輸出設(shè)備、用戶和數(shù)據(jù)庫等組成。計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)虛擬世界的生成和人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)；輸入輸出設(shè)備負(fù)責(zé)識(shí)別用戶各種形式的輸入并實(shí)時(shí)生成相應(yīng)的反饋信息；應(yīng)用軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、行為模型的建立，三維虛擬立體聲的生成，模型管理及實(shí)時(shí)顯示等；數(shù)據(jù)庫主要用于存放整個(gè)虛擬世界中所有物體的各個(gè)方面的信息。VR技術(shù)與三維動(dòng)畫技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別在于其交互性上。三維動(dòng)畫技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)預(yù)先處理好的路徑上所能看見的靜止照片連續(xù)播放而形成的，不具有任何交互性，即不是用戶想看什么地方就能看到什么地方，用戶只能按照設(shè)計(jì)師預(yù)

3、先固定好的一條線路去看某些場(chǎng)景，用戶是被動(dòng)的；而VR技術(shù)則通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算場(chǎng)景，根據(jù)用戶的需要把整個(gè)空間中所有的信息真實(shí)地提供給用戶，用戶可依自己的路線行走，計(jì)算機(jī)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的場(chǎng)景，真正做到“想得到，就看得到”。根據(jù)VR技術(shù)對(duì)沉浸程度的高低和交互程度的不同，將VR系統(tǒng)劃分了4種類型：沉浸式VR系統(tǒng)、桌面式VR系統(tǒng)、增強(qiáng)式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)。而增強(qiáng)式VR系統(tǒng)簡(jiǎn)稱增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AugmentedReality），就是我們經(jīng)常說的在手機(jī)上應(yīng)用比較多的AR了。它既允許用戶看到真實(shí)世界，同時(shí)也能看到疊加在真實(shí)世界上的虛擬對(duì)象，它是把真實(shí)環(huán)

4、境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來的一種系統(tǒng)。AR中真實(shí)物體和虛擬物體與用戶環(huán)境必須無縫結(jié)合在一起，而且真實(shí)物體和虛擬物體之間還要能夠進(jìn)行交互，這樣才能實(shí)現(xiàn)真正的虛實(shí)融合。因此增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有虛實(shí)結(jié)合、實(shí)時(shí)交互、三維定向的新特點(diǎn)。好，下面來重點(diǎn)說說增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）一個(gè)AR系統(tǒng)需要有顯示技術(shù)、跟蹤和定位技術(shù)、界面和可視化技術(shù)、標(biāo)定技術(shù)構(gòu)成。跟蹤和定位技術(shù)與標(biāo)定技術(shù)共同完成對(duì)位置與方位的檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)報(bào)告給AR系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)被跟蹤對(duì)象在真實(shí)世界里的坐標(biāo)與虛擬世界中的坐標(biāo)統(tǒng)一，達(dá)到讓虛擬物體與用戶環(huán)境無縫結(jié)合的目標(biāo)。為了生成準(zhǔn)確定位，AR系統(tǒng)需要進(jìn)行大量的

5、標(biāo)定，測(cè)量值包括攝像機(jī)參數(shù)、視域范圍、傳感器的偏移、對(duì)象定位以及變形等。相對(duì)與智能手機(jī)而言，AR就是根據(jù)當(dāng)前位置（GPS），和視野朝向（指南針）及手機(jī)朝向（方向傳感器/陀螺儀），在實(shí)景中（攝像頭）投射出相關(guān)信息并在顯示設(shè)備（屏幕）里展示。其實(shí)現(xiàn)的重點(diǎn)在于投影矩陣的獲取。當(dāng)然，在實(shí)際開發(fā)的時(shí)候其實(shí)android系統(tǒng)已經(jīng)將投影矩陣封裝的比較好了，可以通過接口直接獲取投影矩陣，然后將相關(guān)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換算成相應(yīng)的坐標(biāo)就可以了。移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤手機(jī)在真實(shí)場(chǎng)景中的位置及姿態(tài)，并根據(jù)這些信息計(jì)算出虛擬物體在攝像機(jī)中的坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)虛擬物體畫面與

6、真實(shí)場(chǎng)景畫面精準(zhǔn)匹配，所以，registration（即手機(jī)的空間位置和姿態(tài)）的性能是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵。移動(dòng)AR的運(yùn)作原理可以以下面這個(gè)圖示簡(jiǎn)單來說明。OK，科普的事情做完了，下面再來說說AR到底有些啥搞頭1、找到想去的地方1.1找到我想去的那家店YelpMonocle利用iPhone的攝像頭和數(shù)字羅盤把Yelp評(píng)分和實(shí)時(shí)的街景結(jié)合起來，這樣您就可以找出五星級(jí)酒吧而不是誤入那些自以為酷的小酒館了。1.2找到我的車當(dāng)你把車停在路邊，并掏出手機(jī)啟動(dòng)CarFinder時(shí)，軟件會(huì)記錄下你的GPS信息。之后，當(dāng)你想在茫茫車海中尋找它時(shí)，CarF

7、inder會(huì)利用攝像頭，GPS，指南針，陀螺儀等多個(gè)傳感器把你引導(dǎo)至正確的位置。1.3指引路徑WikitudeDrive增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)導(dǎo)航應(yīng)用，用戶看到的不是地圖，而是前方街道的實(shí)時(shí)視圖，以及疊加在視頻上方的導(dǎo)航數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在已經(jīng)在歐洲、澳大利亞、北美市場(chǎng)得到了應(yīng)用。2、“碰”到虛擬的東西ARSOCCER虛擬顛球，就是你把屏幕對(duì)著一塊干凈的地板，然后屏幕上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)足球，現(xiàn)在你可以用腳去踹它。3、令現(xiàn)實(shí)按我的想法變化3.1實(shí)景翻譯WordLens是一個(gè)實(shí)景翻譯的應(yīng)用，不過目前只提供英語和西班牙語的相互翻譯。3.2虛擬試衣使用Zugara的虛擬

8、試衣間非常簡(jiǎn)單。你需要一臺(tái)帶攝像頭的電腦和一點(diǎn)空間，后退到離攝像頭4-5英尺的地方揮一揮手，你選中的衣物會(huì)自動(dòng)“穿”到你身上。如果你覺得沒有“穿好”，你還可以通過微調(diào)衣物的位置使其看起來與你更貼合。3.3拍照在使用“FarragoAR