增强现实技术的发展与应用

增强现实技术的发展与应用

增强现实技术将虚拟世界叠加在现实世界上，使体验者在虚实融合的世界进行互动，是近年来的研究热点。文章首先综述了增强现实技术的国内外研究现状，然后详细介绍了跟踪注册技术、3D显示技术和人机交互技术三项关键技术，最后对增强现实技术的应用发展进行阐述，并展望了其进一步的研究和发展。

标签：增强现实；跟踪注册技术；3D显示技术；人机交互技术

1 概述

增强现实技术是虚拟现实技术的一个重要分支领域，是近些年来各大高校和研究机构的研究热点。与虚拟现实技术使用户完全沉浸在虚拟世界环境中不同，增强现实技术将虚拟世界与现实世界相结合，把虚拟世界疊加在现实世界并进行互动，通过诸如各种成像眼镜、头戴光学透视显示器、投影仪等多种设备，为用户提供一个由虚拟信息和真实景物构成的混合式场景。1997年，北卡大学的罗纳德·阿祖玛从三个方面的内容：虚拟物体与现实环境结合、三维显示和实时交互定义了增强现实。因此，增强现实技术是一种将计算机产生的数字图形动画等信息实时叠加显示到现实的场景中，并使用户可以在虚实混合的场景中进行自然互动的人机交互技术。增强现实技术提供了更加自然的交互能力，让人们能够以全新的方式去体验和认知周围的事物，并能帮助我们完成一些复杂的工作，在现阶段增强现实技术比虚拟现实技术具有更广泛的应用空间。

2 国内外研究情况

最早关于增强现实技术的研究可以追溯至1968年，美国麻省理工学院研发了世界上第一台光学透视头戴式显示器，该设备可以将计算机生成的图形实时与真实场景叠加、融合，掀开了增强现实技术的面纱。1999年，美国华盛顿大学和日本广岛城市大学成功联合开发了基于标识的增强现实系统开发包ARToolKit 并维护至今，极大地推动了增强现实技术的普及，进而涌现出更多相关的软件应用和开发系统。现阶段，增强现实技术的核心算法、人机交互方法和软硬件基础平台是各大研究机构的研究重点。主导基于自然平面图像与立体物体识别追踪三维注册算法的瑞士洛桑理工学院计算机视觉实验室[1]、专注于基于增强现实技术的人机交互技术研究的新加坡国立大学多媒体交互实验室[2]以及正在研发增强现实辅助汽车机械维修的德国宝马实验室[3]都是增强现实技术领域的翘楚，被公认为代表业内的领先水平。随着硬件设备技术的不断发展以及增强现实技术的日益成熟，原有的研究领域已拓展到许多新的领域。

国内关于增强现实技术的研究较国外起步较晚，主要的研究机构大都分布在各大高校，如北京理工大学、浙江大学、北京航天航空大学等，研究的领域比较单一、涉及面比较窄。随着增强现实技术的发展，我国开始对增强现实技术逐渐重视，并将增强现实技术列为国家科学技术发展规划的一个重点研究方向。

增强现实技术综述

增强现实技术综述 摘要：增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。本文先介绍了增强现实技术的概念，进而描述其未来发展趋势以及应用场景 关键词：增强现实技术投影技术3D技术跟踪注册技术前景展望 一、增强现实技术简介 增强现实（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界 套在现实世界并进行互动。 AR是一种将真实世界信息和虚拟世界信息无缝集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息,通过计算机视觉等科 学技术,应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。通 过AR技术,真实的环境和虚拟环境叠加到同一画面或空间。 这种技术最早于1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，增强现实的用途越来越广。 二、增强现实技术的基本原理及特征 （一）工作原理简介 移动式增强现实系统的早期原型增强现实的基本理念是将图像、声音和其他感官增强功能实时添加到真实世界的环境中。听起来十分简单。而且，电视 网络通过使用图像实现上述目的不是已经有数十年的历史了吗？的确是这样， 但是电视网络所做的只是显示不能随着摄像机移动而进行调整的静态图像。增 强现实远比您在电视广播中见到的任何技术都要先进，尽管增强现实的早期版 本一开始是出现在通过电视播放的比赛和橄榄球比赛中，例如Racef/x和添加 的第一次进攻线，它们都是由SporTVision创造的。这些系统只能显示从一个 视角所能看到的图像。下一代增强现实系统将显示能从所有观看者的视角看到 的图像。 在各类大学和高新技术企业中，增强现实还处于研发的初级阶段。最终，可能到这个十年结束的时候，我们将看到第一批大量投放市场的增强现实系统。

图像增强算法综述

图像增强算法研究综述 刘璐璐 宁波工程学院电子与信息工程学院计算机科学与技术071班，邮编:(315100) E-mail:375212239@https://www.wendangku.net/doc/5a2968359.html, 摘要：本文简要介绍图像增强的概念和图像增强算法的分类，从图像的直方图均衡化处理方法，直方图规定化处理方法和图像平滑处理方法三方面对图像增强算法进行讨论和研究，并说明了图像增强技术的应用和前景展望。 关键词：图像增强直方图均衡化直方图规定化平滑处理 近年来，随着电子计算机技术的进步，计算机图像处理得到了飞跃的发展，己经成功的应用于几乎所有与成像有关的领域，并正发挥着相当重要的作用。它利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期的结果。对图像进行处理时，经常运用图像增强技术以改善图像的质量增强对某种信息的辨识能力，以更好的应用于现代各种科技领域，图像增强技术的快速发展同它的广泛应用是分不开的，发展的动力来自稳定涌现的新的应用，我们可以预料，在未来社会中图像增强技术将会发挥更为重要的作用。在图像处理过程中，图像增强是十分重要的一个环节。 1.图像增强概念及现实应用 1.1 图像增强技术 图像增强是数字图像处理的基本内容之一。图像增强是指按特定的需要突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息。这类处理是为了某种应用目的去改善图像质量，处理的结果更适合于人的视觉特性或机器识别系统，图像增强处理并不能增加原始图像的信息，而只能增强对某种信息的辨识能力，使处理后的图像对某些特定的应用比原来的图像更加有效。 1.2图像增强技术的现实应用 目前，图像增强处理技术的应用己经渗透到医学诊断、航空航天、军事侦察、纹识别、无损探伤、卫星图片的处理等领域，在国民经济中发挥越来越大的作用。其中最典型的应用主要体现以下方面。 1

AR技术应用介绍

A R技术应用介绍 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

3D小熊玩腻了？几款AR增强现实软 件介绍 2015-03-06 18:13:40 来源：pconline 原创作者：唐山居人责任编辑：caoweiye (评论25条) 返回分页浏览 比3D小熊更好玩：魔幻家具随你摆弄 风靡微信的“3D小熊”大家都玩了吧，很多人都想知道其背后的原理是什么。通俗来讲，奇幻咔咔的实现原理并不复杂，就是通过摄像头识别图片，调出程序中的虚拟动画，来让小熊唱歌跳舞。其背后的技术，则被称为增强现实（AR技术，Augmented Reality的简称）。 图01 最近在微信上风靡的“3D小熊” AR就是我们平常所说的，将真实世界信息与虚拟世界信息“无缝”融合的一种技术。它是通过摄像头、传感器、实时计算以及智能匹配技术，将虚拟信息直接叠加到

真实世界的一种形式。两种信息相互补充、叠加，进而实现增强现实这一终极目的。 其实AR应用在现实中已经起步很长一段时间了，最有代表性的就是前段时间微软Windows 10发布会上推出的那具Hololens眼镜（全息虚拟现实眼镜）。当然Holole ns的技术含量太高，价格也非一般用户能够接受（至少现在是这样），那么我们身边有没有什么“物美价廉”的AR应用可以耍一耍呢？ 图02 微软在Win10发布会上展示的Hololens全息虚拟现实眼镜 1. 哈根达斯——2分钟的音乐会 Concerto Timer是这家着名冰激凌企业推出的一款AR应用，使用方法几乎和3D 小熊一模一样，就是下载这款软件，然后通过摄像头对准任意一个哈根达斯商标，这时瓶盖上就会出现一个虚拟的音乐家演奏小提琴曲。而且这款应用最大一个亮点是，如果你买一盒就会出现一个小提琴手，买两盒则会多出一位大提琴手加入演奏。实话实说，营销的确给力！

增强现实技术及相关问题研究

增强现实技术及相关问题研究 摘要：为了实现虚拟技术的不断发展，对增强现实 技术进行研究已经逐渐成为最为重要的内容。文章围绕增强现实技术中存在的相关问题，对技术在安卓系统以及其他相关系统中的运用展开了探讨，从而进一步实现增强现实技术的有效应用。 关键词：增强现实；技术；智能手机 所谓增强现实技术，即应用于虚拟世界中的一种研究技术，现阶段，受信息技术、传感技术等影音图形处理技术发展的影响，在移动端中逐渐实现了GPS定位、重力感应等智能功能，在此基础上，增强现实技术的应用也逐渐得到了重视。在移动端中，增强现实技术的应用也可以被叫做移动增强现实技术，较之传统的增强现实技术，在移动端应用的增强现实更具移动性，客户在使用的同时更加便捷，并且在其具体应用中范围更广，以此实现了增强现实技术的不断提升。为此，文章中笔者针对增强现实技术，对其应用进行了分析。 一、增强现实技术基本内涵 现阶段对于增强现实技术的定义不同的学者具有不同 的认识，在相关的国际大会中，一些学者对其展开了讨论，目前，能够达成一致的部分主要在于增强现实技术的元素构

成，然而在其定义方面仍然存在一些出入。现阶段，在虚拟行业中，对于增强现实技术定义的限定，主要以Azuma的 定义为准，即在信息技术的基础上，将虚拟与现实世界结合，并为进行实施互动。 增强现实技术也就是在移动终端对于增强显示技术的 使用，是脱离实验室等指定条件下的增强现实体系。一般情况下，增强现实技术所涉及到的相关技术形式主要包含以下几种：即全球跟踪定位系统、在位置的基础上实行的计算服务以及无线通信等几种技术。 二、增强现实技术的应用策略 1.应用于数字营销中 在数字营销中应用增强现实技术，不仅对技术的应用范围进行了拓展，同时也为数字营销提供了更加新颖的形式，在其应用的同时，客户可以发现更加新鲜的视角对产品进行体验，例如，在安卓的移动设备中，我们可以利用移动终端屏幕将产品的虚拟信息投放于周边的物体表面，更显高科技，同时也能够起到激发客户积极性的作用，让客户通过增强现实技术更加了解该产品，从而实现产品销售量提升的基础目标。另外，在进行产品外观展示时，也可以利用增强现实技术，结合3D模型通过展示台的形式将产品的外观、性能等 进行展示，让客户全面位立体的了解产品功能，提高客户体验率。针对现阶段一些能够人体识别的高科技产品，我们可

基于matlab的图像预处理技术研究文献综述

毕业设计文献综述 题目：基于matlab的图像预处理技术研究 专业：电子信息工程 1前言部分 众所周知，MATLAB在数值计算、数据处理、自动控制、图像、信号处理、神经网络、优化计算、模糊逻辑、小波分析等众多领域有着广泛的用途，特别是MATLAB的图像处理和分析工具箱支持索引图像、RGB 图像、灰度图像、二进制图像，并能操作*.bmp、*.jpg、*.tif等多种图像格式文件如。果能灵活地运用MATLAB提供的图像处理分析函数及工具箱，会大大简化具体的编程工作，充分体现在图像处理和分析中的优越性。 图像就是用各种观测系统观测客观世界获得的且可以直接或间接作用与人眼而产生视觉的实体。视觉是人类从大自然中获取信息的最主要的手段。拒统计，在人类获取的信息中，视觉信息约占60%，听觉信息约占20%，其他方式加起来才约占20%。由此可见，视觉信息对人类非常重要。同时，图像又是人类获取视觉信息的主要途径，是人类能体验的最重要、最丰富、信息量最大的信息源。通常，客观事物在空间上都是三维的(3D)的，但是从客观景物获得的图像却是属于二维(2D)平面的。 图像存在方式多种多样，可以是可视的或者非可视的，抽象的或者实际的，适于计算机处理的和不适于计算机处理的。 图像处理它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。他们对航天探测器徘徊者7号在 1964 年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动

虚拟现实增强技术综述

虚拟现实增强技术综述 曾玮峰 中南大学信息科学与工程学院 摘要随着近年来计算机三维处理能力的增长和低成本传感显示元件的出现,虚拟现实得到了快速发展,特别是与现实世界产生了越来越多的结合技术,从虚拟和现实的两个角度对虚拟现实进行增强。论文重点围绕近几年的发展趋势,论述了增强现实与增强虚拟环境的技术特点,介绍了虚拟现实增强技术的相关硬件设备发展;然后分别介绍了增强现实和增强虚拟环境技术的发展现状,讨论了移动互联网上的虚实增强技术与应用,最后进行总结并提出需要解决的问题。 关键词增强虚拟环境增强现实虚实增强混合现实 1引言 虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力。虚拟现实技术从20世纪60～70年代开始兴起,90年代开始形成和发展,在仿真训练、工业设计、交互体验等多个应用领域解决了一些重大或普遍性需求,目前在理论技术与应用开展等方面都取得了很大的进展。虚拟现实的主要科学问题包括建模方法、表现技术、人机交互及设备这三大类,但目前普遍存在建模工作量大,模拟成本高,与现实世界匹配程度不够以及可信度等方面的问题。 图1虚拟现实、增强现实和混合现实搜索量统计对比(来源: Google trends, 2004。01～2014。 06) 针对这些问题,已经出现了多种虚拟现实增强技术,将虚拟环境与现实环境进行匹配合成以实现增强,其中将三维虚拟对象叠加到真实世界显示的技术称为增强现实,将真实对象的信息叠加到虚拟环境绘制的技术称为增强虚拟环境。这两类技术可以形象化地分别描述为“实中有虚”和“虚中有实”。虚拟现实增强技术通过真实世界和虚拟环境的合成降低了三维建模的工作量,借助真实场景及实物提高了用户体验感和可信度,促进了虚拟现实技术的进一步发展。

增强现实技术的未来趋势

业界关于虚拟现实和增强现实的探讨已经持续了很长一段时间，似乎所有人更看好虚拟现实技术，认为虚拟现实终将领先增强现实成为下一个风口。可是事实会如同预期一般吗?值得深思。 多因素制约虚拟现实市场短期难井喷 索尼、微软、三星以及HTC等科技企业巨头陆续向虚拟现实市场布局，从而导致大批的初创团队以及互联网企业也闻风而动进入这一战场，一时间各类VR硬件设备开始成堆的出现在大众眼前。的确，在众多厂商的共同推动下，虚拟现实的发展更加迅猛，无论是在今年的E3游戏展会还是ChinaJoy 游戏展虚拟现实都是展会的主角。可是正当大伙一窝蜂的追捧虚拟现实之际，虚拟现实高速发展过的程中厂商所遭遇的难以跨越的障碍也越来越多。硬件技术方面，虚拟现实设备长时间使用给用户带来的眩晕感无法完美解决是硬伤。而在内容上，VR游戏就是一个很好的例子，动作游戏无法到达百分之百的拟真以及恋情游戏的情色因素给玩家带来的刺激感都将成为VR游戏发展的不易之处。反观现如今增强现实市场，令人意外的是增强现实市场已经出现了新的格局。虽说与虚拟现实相比较，一直以来增强现实市场发展的背后少了一批厂商的推动。但是从目前这两款技术在各个领域的表现来看，增强现实确实已经虚拟现实略胜一筹。 发力汽车市场增强现实应用率先突围 作为人们中的交通工具之一，汽车行业想必大伙并不会陌生。伴随着时代的发展，汽车不断的更新迭代，配置已经越来越高端，因此融入高端科技技术的创新也成为了汽车厂商的核心竞争之一。然而虚拟现实以及增强现实的出现汽车从某种意义上来说也起到了推动汽车行业发展的作用。据了解，在美国汽车制造商福特汽车的车间内，就是使用的VR技术来帮助它的生产线工作，美国福特汽车制造商开设了能够体验身临其境生产产品的福特汽车环境(FiVE)实验室。另外，还有消息透露三菱汽车也已经内置增强现实技术到它的eX概念车挡风玻璃上。不仅仅只是三菱汽车，目前日本汽车制造商本田公司也在使用这项技术。在2015年第44届东京车展上，本田将正式推出了一款内置AR在风挡玻璃的紧凑型概念车。毫无疑问，针对虚拟现实以及增强现实整个汽车市场以及展开布局。但是我们换一个角度分析，就应用市场目前虚拟现实汽车应用却尚未实现，与之相反的是增强现实汽车应用正在逐渐普及，这一点便是现如今虚拟现实和增强现实相比较的弱势之一，增强现实技术已然成为开发汽车应用的首选，前途将更加明朗。 促进电商的发展 AR技术成一大法宝 日前，世界增强现实博览会在西安高新开发区都市之门圆满落下帷幕。本次大会期间，美国增强现实公司Catchoom的CEO及联合创始人David Marimon向参会的观众阐述AR好行业的未来，并表达了自己对虚拟现实以及增强现实的看法。Catchoom是一家专注于图像识别和增强现实平台开发的风投公司，目前与多级AR技术提供商业建立了合作的关系。作为一枚资深的科技行业从业人士，David Marimon所分享的干货具有着一定的信服力。在本次大会上David Marimon表示AR技术将会促进O2O 模式的发展，并且他还就此举了些增强现实技术在O2O商业模式发展中的成功案例。而实际上，在商业中AR 技术现如今已经应用到许多处地方。在香港的市民在地铁站等车只要你站在某个位置，就会出现一个虚拟美女与其互动，同时会出现一个楼盘的相关信息。这个“大发现”一传十，十传百，结果很多市民排队与虚拟美女互动，该楼盘的广告信息，也因此得以“病毒式”传播。还有一些发布会，企业在演示自己生产的列车时，“列车”突然开上了演讲台，迅速将听众的热情调动起来，该发布会的传播效果也因此得以最大化。可见，AR技术在产品推广方面的魔力，几乎无所不能的。在此背景下，毫无疑问，AR技术将给电商带来很多商业机会，促进电商的发展。纵观全球所有产业，更多的还是增强现实技术带来的精彩表演。似乎在这一方面更具想象力的虚拟现实已然落败下马，虽说虚拟现实有着自己的长处，但是潜力尚未被开发出已然成为事实。 中国AR潜能巨大规模或将领先于VR

增强现实综述

增强现实综述 引言 增强现实（Augmented Reality，简称AR），也被称之为混合现实。它是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息，声音，味道，触觉等)，通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。与传统虚拟现实所要达到的完全沉浸的效果不同，增强现实技术致力于将计算机生成的信息同真实世界中的场景结合起来，它可以为医疗和工程用户提供准确、高效的辅助操作界面，也能够为教育或娱乐程序构造引人入胜的交互环境。增强现实技术在工业设计、机械制造、建筑、教育和娱乐等领域都有着广泛的应用前景，而且它提供了一种更容易时间的虚拟现实的方法，更代表了下一代更易使用的人机界面的发展趋势。 增强现实的发展进程与研究现状综述 发展进程 增强现实 (AugmentedReality，简称AR)技术可以将虚拟的三维物体融合到现实场景中，并能支持用户与其进行交互，它己经成为虚拟现实研究中的一个重要领域，同时也是人机界面技术发展的一个重要方向。 AR技术始于二十世纪六十年代，美国哈佛大学 IvanSutherland教授发明了光学透明头盔显示器(see一 throughHead一 MountedDisplay，简称STHMD)显示计算机生成的3D图形[7]。20世纪80年代到90年代，AR的发展较为成熟，一些公司和高校不断研制出完善的AR系统，其中比较好的有: 1986年，Furness研制的vCAss系统采用头盔显示器将射程、射击目标等作战信息显示在飞行员的视野上。 1986年，美国北卡大学 (LJNCatChaPelHill)研制出用于实现生物化学和建筑可视化的STHMD系统。 1993年，美国哥伦比亚大学的Feine:教授等人设计了一个基于知识的AR系统。该系统用于指导机械维修，可以将有关技术说明叠加在激光打印机上，辅助技术人员完成维修工作，这样，技术人员再也不用带着大量笨重的资料在身边，边进行维修工作，边查阅身边的资料，一旦出现难题、紧急情况，就会不知所措了。

AR技术应用介绍

3D小熊玩腻了？几款AR增强现实软 件介绍 2015-03-06 18:13:40 来源：pconline 原创作者：唐山居人责任编辑：caoweiye (评论25条) 返回分页浏览 比3D小熊更好玩：魔幻家具随你摆弄 风靡微信的“3D小熊”大家都玩了吧，很多人都想知道其背后的原理是什么。通俗来讲，奇幻咔咔的实现原理并不复杂，就是通过摄像头识别图片，调出程序中的虚拟动画，来让小熊唱歌跳舞。其背后的技术，则被称为增强现实（AR技术，Augmented Reality的简称）。 图01 最近在微信上风靡的“3D小熊” AR就是我们平常所说的，将真实世界信息与虚拟世界信息“无缝”融合的一

种技术。它是通过摄像头、传感器、实时计算以及智能匹配技术，将虚拟信息直接叠加到真实世界的一种形式。两种信息相互补充、叠加，进而实现增强现实这一终极目的。 其实AR应用在现实中已经起步很长一段时间了，最有代表性的就是前段时间微软Windows 10发布会上推出的那具Hololens眼镜（全息虚拟现实眼镜）。当然Hololens的技术含量太高，价格也非一般用户能够接受（至少现在是这样），那么我们身边有没有什么“物美价廉”的AR应用可以耍一耍呢？ 图02 微软在Win10发布会上展示的Hololens全息虚拟现实眼镜 1. 哈根达斯——2分钟的音乐会 Concerto Timer是这家着名冰激凌企业推出的一款AR应用，使用方法几乎和3D小熊一模一样，就是下载这款软件，然后通过摄像头对准任意一个哈根达斯商标，这时瓶盖上就会出现一个虚拟的音乐家演奏小提琴曲。而且这款应用最大一个亮点是，如果你买一盒就会出现一个小提琴手，买两盒则会多出一位大提琴手加入演奏。实话实说，营销的确给力！

AR增强现实技术经验带给教育的6大好处

精心整理 页脚内容 谷歌宣布计划在2017年秋季推出AR 未来课堂计划：“ExpeditionsAR ”，要将AR 技术普及到全球的课堂。这个AR 未来课堂计划可以让学生们在老师的带领下，在自己的教室里，“实地”考察活火山的喷发、生物的三维DNA/RNA 链的氨基酸组成，“去往”博物馆360度仔细欣赏艺术品、或者感受一下“身处”飓风中心是什么体验……微软的AR 头盔HoloLens 已经和多家教育机构合作，正将AR 应用于大学、医学教育培训等教育场景。苹果推出ARkit 开发平台，一跃成为最大的AR 平台，目测一大波AR 内容企业会利用ARkit 开发各种AR 教育内容。那么，AR 增强现实到底能给教育行业带来什么好处，从而吸引这么多科技巨头和创业企业进入AR 教育领域呢? 降低成本：有了AR 技术，很多课程所需的实体物料就不需要了。比如，在上人体解剖学时，通过AR 可以呈现3D 虚拟人体，使用者可以控制操控，观看三维立体图像，老师就不需要带人体模型了。在生物课上，采用AR 卡片的讲课方 趣味性高：因为AR 呈现的内容全部是3D AR 技术，学生们的课堂体验从2D 跃升到3D 日常用品等那些原本就是现实中可见的三维物体，原子、几何等那些抽象或肉眼不可见的内容，AR 们。另外，AR 的学习意愿、激发学习兴趣，提高学习效果。 三星在2016年6月展开了全国调查，教师和学生都对增强现实技术应用有非常正面的看法。约68%86%的受访教师称，强现实会让学生非常兴奋。 团队协作：当学生们用AR 的方式参与到教学中。AR AR 教育使得分已经被用来让不同国家地区的科学家一起在一个建筑挖掘 融合的AR AR 技术引进到海南省。 AR 技术，完全可以进行虚拟的老师认为化学物品不安全，实验部分取消，取而代之是影片观看等常规动作。但有了AR 技术后，在不接触危险化学物品的前提之下，学生除了可以直观地看到整个虚拟的化学实验过程之外，还可以实现“往试管里添加物品”等真实动作，让实验更有体验感，同时非常安全。 正是因为AR 技术有这些巨大优势，我们相信，未来AR 将渗透到教育的各个角落，为教育行业带来一场影响深远的革命。

图像增强技术要点

数字图像处理期中论文 图像增强技术综述 学院信息工程学院 专业电子信息工程 方向信息处理方向 姓名何娜娜 学号200710113081 中国传媒大学 2010 年11 月27 日

图像增强技术综述 内容摘要 数字图像处理是指将图像信号转换成数字格式并利用计算机对其进行处理的过程。图像增强是数字图像处理的过程中经常采用的一种方法，它对提高图像质量起着重要的作用。本文先对图像增强的原理进行概述，然后对图像增强的方法分类并给出直方图增强、对比度增强、平滑和锐化等几种常用的增强方法的理论基础，通过Matlab实验得出的实际处理效果来对比各种算法的优缺点，讨论不同的增强算法的技术要点，并对其图像增强方法进行性能评价。 关键词：图像增强直方图增强对比度增强平滑锐化彩色图像增强 Abstract Digital image processing is the procedures of converting image signal into digital format, then using the computer to process it. Image enhancement is digital image processing process often use a method to improve image quality, it plays an important role. This article first introduces the principle of image enhancement and classification，and then focus on several methods to study such as and histogram enhancement, contrast enhancement, smoothing and sharpening, and other commonly used in learning the basic digital image With the approach, through Matlab experiment that the actual effect of various algorithms to compare the advantages and disadvantages to discuss the different enhancement algorithm. The application of occasions, and its image enhancement method of performance evaluation. Keywords:Image Enhancement histogram enhancement contrast enhancement smoothing sharpening 1 图像增强概述 1.1 图像增强背景及意义 在一般情况下，经过图像的传送和转换，如成像、复制、扫描、传输和显示等，经常会造成图像质量的下降，即图像失真。在摄影时由于光照条件不足或过度，会使图像过暗或过亮；光学系统的失真、相对运动、大气流动等都会使图像模糊，传输过程中会引入各种类型的噪声。总之输入的图像在视觉效果和识别方便性等方面可能存在诸多问题，这类问题不妨统称为质量问题。图像增强是指根据特定的需要突出图像中的重要信息，同时减弱或去除不需要的信息。从不同的途径获取的图像，通过进行适当的增强处理，可以将原本模糊不清甚

增强现实技术(AR)

增强现实技术(A R) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

增强现实技术(AR) 一、AR定义： 增强现实技术（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。 二、技术原理： 增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。 增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。 三、主要特点 AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。 四、组成形式 一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。 （一）Monitor-Based 在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示

增强现实技术的发展与应用

增强现实技术的发展与应用 增强现实技术将虚拟世界叠加在现实世界上，使体验者在虚实融合的世界进行互动，是近年来的研究热点。文章首先综述了增强现实技术的国内外研究现状，然后详细介绍了跟踪注册技术、3D显示技术和人机交互技术三项关键技术，最后对增强现实技术的应用发展进行阐述，并展望了其进一步的研究和发展。 标签：增强现实；跟踪注册技术；3D显示技术；人机交互技术 1 概述 增强现实技术是虚拟现实技术的一个重要分支领域，是近些年来各大高校和研究机构的研究热点。与虚拟现实技术使用户完全沉浸在虚拟世界环境中不同，增强现实技术将虚拟世界与现实世界相结合，把虚拟世界疊加在现实世界并进行互动，通过诸如各种成像眼镜、头戴光学透视显示器、投影仪等多种设备，为用户提供一个由虚拟信息和真实景物构成的混合式场景。1997年，北卡大学的罗纳德·阿祖玛从三个方面的内容：虚拟物体与现实环境结合、三维显示和实时交互定义了增强现实。因此，增强现实技术是一种将计算机产生的数字图形动画等信息实时叠加显示到现实的场景中，并使用户可以在虚实混合的场景中进行自然互动的人机交互技术。增强现实技术提供了更加自然的交互能力，让人们能够以全新的方式去体验和认知周围的事物，并能帮助我们完成一些复杂的工作，在现阶段增强现实技术比虚拟现实技术具有更广泛的应用空间。 2 国内外研究情况 最早关于增强现实技术的研究可以追溯至1968年，美国麻省理工学院研发了世界上第一台光学透视头戴式显示器，该设备可以将计算机生成的图形实时与真实场景叠加、融合，掀开了增强现实技术的面纱。1999年，美国华盛顿大学和日本广岛城市大学成功联合开发了基于标识的增强现实系统开发包ARToolKit 并维护至今，极大地推动了增强现实技术的普及，进而涌现出更多相关的软件应用和开发系统。现阶段，增强现实技术的核心算法、人机交互方法和软硬件基础平台是各大研究机构的研究重点。主导基于自然平面图像与立体物体识别追踪三维注册算法的瑞士洛桑理工学院计算机视觉实验室[1]、专注于基于增强现实技术的人机交互技术研究的新加坡国立大学多媒体交互实验室[2]以及正在研发增强现实辅助汽车机械维修的德国宝马实验室[3]都是增强现实技术领域的翘楚，被公认为代表业内的领先水平。随着硬件设备技术的不断发展以及增强现实技术的日益成熟，原有的研究领域已拓展到许多新的领域。 国内关于增强现实技术的研究较国外起步较晚，主要的研究机构大都分布在各大高校，如北京理工大学、浙江大学、北京航天航空大学等，研究的领域比较单一、涉及面比较窄。随着增强现实技术的发展，我国开始对增强现实技术逐渐重视，并将增强现实技术列为国家科学技术发展规划的一个重点研究方向。

虚拟现实增强技术综述_周忠

中国科学:信息科学2015年第45卷第2期:157–180 https://www.wendangku.net/doc/5a2968359.html, 虚拟现实增强技术综述 周忠x*,周颐x,肖江剑y x北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室,北京100191 y中国科学院宁波工业技术研究院,宁波315201 *通信作者.E-mail:zz@https://www.wendangku.net/doc/5a2968359.html, 收稿日期:2014–04–08;接受日期:2014–07–07;网络出版日期:2014–12–16 国家自然科学基金(批准号:61170188,61273276)和国家高技术研究发展计划(“863”计划)(批准号:2012AA011801,2012AA01 1803)资助项目 摘要随着近年来计算机三维处理能力的增长和低成本传感显示元件的出现,虚拟现实得到了快速发展,特别是与现实世界产生了越来越多的结合技术,从虚拟和现实的两个角度对虚拟现实进行增强.论文重点围绕近几年的发展趋势,论述了增强现实与增强虚拟环境的技术特点,介绍了虚拟现实增强技术的相关硬件设备发展;然后分别介绍了增强现实和增强虚拟环境技术的发展现状,讨论了移动互联网上的虚实增强技术与应用,并结合作者参与ISO/IEC的工作,介绍了相关国际标准制定最新情况;最后进行总结并提出需要解决的问题. 关键词增强虚拟环境增强现实虚实增强混合现实 1引言 虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力.虚拟现实技术从20世纪60～70年代开始兴起,90年代开始形成和发展,在仿真训练、工业设计、交互体验等多个应用领域解决了一些重大或普遍性需求,目前在理论技术与应用开展等方面都取得了很大的进展.虚拟现实的主要科学问题包括建模方法、表现技术、人机交互及设备这三大类,但目前普遍存在建模工作量大,模拟成本高,与现实世界匹配程度不够以及可信度等方面的问题[1]. 针对这些问题,已经出现了多种虚拟现实增强技术,将虚拟环境与现实环境进行匹配合成以实现增强,其中将三维虚拟对象叠加到真实世界显示的技术称为增强现实,将真实对象的信息叠加到虚拟环境绘制的技术称为增强虚拟环境.这两类技术可以形象化地分别描述为“实中有虚”和“虚中有实”.虚拟现实增强技术通过真实世界和虚拟环境的合成降低了三维建模的工作量,借助真实场景及实物提高了用户体验感和可信度,促进了虚拟现实技术的进一步发展. 搜索热度代表了大众对于该词的关注程度,一般来说,新技术会引起搜索高潮,然后慢慢下降,在技术取得突破或出现某热点事件时激增,最终趋于稳定.我们使用Google trends对比了虚拟现实,增强现实,增强虚拟环境和混合现实等词的全球搜索热度,为了有所参照,以人机交互(HCI)作为参考,搜索结果对比如图1所示.可以看出,和人机交互一样,虚拟现实的搜索热度逐渐下降并趋于稳定,这说

增强现实(AR)技术应用与发展趋势

2019年1月 增强现实（AR）技术应用与发展趋势 吴骞华（中国直升机设计研究所，江西景德镇333000） 【摘要】增强现实（AR）技术是在现实物理世界或三维空间等基础上增加计算机产生辅助的信息，为人们提供对世界新的观察角度，对于我国当前各个领域发展都具有比较重要的作用。在对增强现实（AR）技术应用与发展等方面加以研究的时候，其首先需要明确增强现实（AR）技术的内涵，随后，有效分析AR技术在各个领域的具体应用情况以及未来在直升机设计上的应用前景，使得AR未来的发展趋势更加明确。 【关键词】增强现实（AR）；技术；应用；发展 【中图分类号】TP391.9【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2019）01-0289-02 随着增强现实技术在当前社会发展过程中的逐渐成熟以及其硬件技术方面的发展,使得这一技术逐渐深入到生活各个领域中,能更好地促使社会发展的趋势以及变更等方面更加清晰明确,降低出现错误的风险,降低问题解决过程中出现的成本。在增强现实技术应用于航空设计过程中的时候,需要首先明确直升机的设计始终和飞机及机组人员的生命安全之间具有密切的联系,其能够促使设计效率提升的同时,节约设计成本,减少其中出现的错误情况。 1增强现实（AR）技术 增强现实(AugmentedReality,简称AR),增强现实技术也被称为扩增现实,AR增强现实技术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。在视觉化的增强现实中,用户需要在头盔显示器的基础上,促使真实世界能够和电脑图形之间重合在一起,在重合之后可以充分看到真实的世界围绕着它。增强现实技术中主要有多媒体和三维建模以及场景融合等新的技术和手段,增强现实所提供的信息内容和人类能够感知的信息内容之间存在着明显不同[1]。 2增强现实关键技术 增强现实技术中包含着技术内容比较多,包含着跟踪注册技术以及显示技术和虚拟物体生成技术等内容。2.1跟踪注册技术 跟踪注册技术在有效实施的时候,其能够促使虚拟信息和真实环境等进行注册,在这一过程中,需要将虚拟的信息内容和真实场景结合在一起,使得跟踪注册技术是在机器学习的基础上具体实施的,这一技术能够实现跟踪物体特征的预处理及增强处理的模式,在BP神经网络和支持向量机等方式的基础上对图像内容加以处理,使得实时性的跟踪注册方式得到必要实现,BP神经网络属于在生物学和神经学及统计学等有监督人工智能技术实施的过程,也会模仿人体大脑的神经系统,构建规律化特点比较突出的计算模式,促使神经网络节点联系在一起逐渐成为较为完整的系统。在很大程度上对人脑功能加以模仿比较有利,同时是生物技术在计算机相关信息内容处理的时候的重要体现。BP神经网络为了使跟踪注册准确程度不断提高,也就需要在深度学习的规则基础上有效实施,并且利用强度值向量和矩阵向量等特征数据内容,较大程度上实现特征的必要识别和提取[2]。 支持向量机(SVM)在得以应用的时候,促使跟踪注册能够具有比较有效的图像处理技术,在这一过程中,进行数据量巨大的样本构建处理,促使其中非线性数据信息能够得到充分挖掘,其对高纬度数据模式而言是比较适用的,支持向量机在应用的时候,能够实现分类和回归等有效分析,在给定跟踪注册数据样本的基础上,其中每一个样本都能指明其类别,并且在SVM算法基础上有效构建训练模型,促使新的实例得以实现,能够进行非概率的二元线性分类处理。 2.2显示技术 增强现实技术显示系统是比较重要的内容,为了能够得到较为真实的虚拟相结合的系统,使得实际应用便利程度不断提升,使用色彩较为丰富的显示器是其重要基础,在这一基础上,显示器包含头盔显示器和非头盔显示设备等相关内容,透视式头盔能够为用户提供相关的逆序融合在一起的情境,这些系统在具体操作过程中,操作的原理和虚拟现实领域中的沉浸式头盔等内容之间相似程度比较高级。其和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,使计算机图像在得到有效处理的时候,可以和虚拟以及真实环境融合在一起,并且两者之间的图像也能够得以叠加。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,为用户提供支持,并且满足用户的相关操作需要[3]。 2.3虚拟物体生成技术 增强现实技术在应用的时候,其目标是使得虚拟世界的相关内容,在真实世界中得到叠加处理,有效在算法程序的应用基础上,促使物体动感操作有效实现。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。 3增强现实技术的具体应用情况 3.1医疗培训领域 增强现实技术在医疗诊断领域加以应用的时候,能够实现可视化操作处理,尤其是当前外科手术过程中,能够为医生 论述289

增强现实技术(AR)

增强现实技术(AR) 一、AR定义： 增强现实技术（Augmented Reality，简称AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。 二、技术原理： 增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间围很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。 增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。 三、主要特点 AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。

四、组成形式 一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。 （一）Monitor-Based 在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。它虽然简单，但不能带给用户多少沉浸感。Monitor-Based增强现实系统实现方案如下图所示。 （二）光学透视式 头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。光学透视式增强现实系统实现方案如下图所示。 光学透视式增强现实系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点，但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。（三）视频透视式 视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式。

增强现实技术原理及介绍

增强现实技术简介 增强现实技术简介 (1) 简介 (2) AR系统具有三个突出的特点: (4) 应用领域 (4) 工作原理 (5) 国内现状 (6)

简介 增强现实（Augmented Reality，简称AR），是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。AR通常是以透过式头盔显示系统和注册（AR系统中用户观察点和计算机生成的虚拟物体的定位）系统相结合的形式来实现的。 增强现实是国外众多知名大学和研究机构的研究热点之一。AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。

增强现实，也被称之为混合现实。它通过电脑技术，将虚拟的信息应用到真实世界，真实 的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。它不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。 增强现实借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传 感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者一个感官效果真实的新环境。因此增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点.