增强现实AR系统组成及实用领域综合分析

增强现实(A R)系统组成及实用领域综合分析一、相关定义解析

（一）虚拟现实定义

虚拟现实（Virtual Reality，VR）是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。

即虚拟现实是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。

图表虚拟现实技术基本原理

资料来源：产研智库

（二）增强现实定义

增强现实（Augmented Reality，简称AR），是一种利用计算机系统产生三维信息来增强用户对现实世界感知的新技术。一般认为，AR技术的出现源于虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）的发展，但二者存在明显的差别。传统VR技术给予用户一种在虚拟世界中完全沉浸的效果，是另外创造一个世界；而AR技术则把计算机带入到用户的真实世界中，通过听、看、摸、闻虚拟信息，来增强对现实世界的感知，实现了从“人去适应机器”到技术“以人为本”的转变。

图表增强现实技术原理

资料来源：产研智库

（三）混合现实定义

混合现实技术（Mixed Reality，简称MR）是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。

图表VR、AR及MR关系图

资料来源：产研智库

二、增强现实系统组成分析

（一）Monitor-based系统

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。它虽然不能带给用户多少沉浸感，但却是一套最简单使用的AR实现方案。由于这套方案的硬件要求很低，因此被实验室中的AR系统研究者们大量采用。

图表Monitor-based增强现实系统实现方案

资料来源：产研智库

（二）Video see-through系统

头盔式显示器（Head-mounted displays-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，分别是基于视频合成技术的穿透式HMD（video see-through HMD）和基于光学原理的穿透式HMD（optical see-through HMD）。

图表Video see-through增强现实系统实现方案

资料来源：产研智库

（三）Optical see-through系统

在上述的两套系统实现方案中，输入计算机中的有两个通道的信息，一个是计算机产生的虚拟信息通道，一个是来自于摄像机的真实场景通道。而在optical see-through HMD实现方案中去处了后者，真实场景的图像经过一定的减光处理后，直接进入人眼，虚拟通道的信息经投影反射后再进入人眼，两者以光学的方法进行合成。

图表Optical See-through增强现实系统实现方案

资料来源：产研智库

（四）三种系统结构的性能比较

三种AR显示技术实现策略在性能上各有利弊。在基于monitor-based和video see-through显示技术的AR实现中，都通过摄像机来获取真实场景的图像，在计算机中完成虚实图像的结合并输出。整个过程不可避免的存在一定的系统延迟，这是动态AR应用中虚实注册错误的一个主要产生原因。但这时由于用户的视觉完全在计算机的控制之下，这种系统延迟可以通过计算机内部虚实两个通道的协调配合来进行补偿。而基于optical see-through显示技术的AR实现中，真实场景的视频图像传送是实时的，不受计算机控制，因此不可能用控制视频显示速率的办法来补偿系统延迟。

图表三种AR显示技术实现原理示意图

资料来源：产研智库

另外，在基于monitor-based和video See-through显示技术的AR实现中，可以利用计算机分析输入的视频图像，从真实场景的图像信息中抽取跟踪信息（基准点或图像特征），从而辅助动态AR中虚实景象的注册过程。而基于optical see-through显示技术的AR实现中，可以用来辅助虚实注册的信息只有头盔上位置传感器。

三、增强现实产业链全景

中国增强现实产业主要参与者由生态级增强现实公司、增强现实软件公司、增强现实硬件公司、增强现实衍生品公司构成。增强现实产业链是研发主导型产业链，谁掌握核心底层技术及其标准，谁就能成为产业链的主角。因此，拥有核心底层技术的增强现实软件公司占据产业链的主导地位，是行业发展的制约因素。这些公司融合跟踪定位技术、用户交互技术、虚拟融合技术等；增强现实核心底层技术，推出增强现实软件应用开发软件工具，以帮助增强现实硬件公司和衍生品公司的发展便捷地进行应用开发或创意内容开发。

图表中国增强现实产业链地图

资料来源：产研智库

四、虚拟现实与增强现实对比分析

（一）侧重点不同

VR强调用户在虚拟环境中视觉、听觉、触觉等感官的完全浸没，强调将用户的感官与现实世界绝缘而沉浸在一个完全由计算机所控制的信息空间之中。

AR不仅不隔离周围的现实环境，而且强调用户在现实世界的存在性并努力维持其感官效果的不变性。AR系统致力于将计算机产生的虚拟环境与真实环境融为一体，从而增强用户对真实环境的理解。

（二）技术不同

VR侧重于创作出一个虚拟场景供人体验。AR强调复原人类的视觉的功能，比如自动识别跟踪物体，而不是手动指出；自动跟踪并且对周围真实场景进行3D建模，而不是照着场景做一个极为相似的。

（三）设备不同

VR通常需要借助能够将用户视觉与现实环境隔离的显示设备，一般采用浸没式头盔显示器。

AR需要借助能够将虚拟环境与真实环境融合的显示设备。

（四）交互区别

因为VR是纯虚拟场景，所以VR装备更多的是用于用户与虚拟场景的互动交互，更多的使用是：位置跟踪器、数据手套、动捕系统、数据头盔等等。

由于AR是现实场景和虚拟场景的结合，所以基本都需要摄像头，在摄像头拍摄的画面基础上，结合虚拟画面进行展示和互动，比如Google Glass。

（五）应用区别

虚拟现实强调用户在虚拟环境中的视觉、听觉、触觉等感官的完全浸没，对于人的感官来说，它是真实存在的，而对于所构造的物体来说，它又是不存在的。因此，利用这一技术能模仿许多高成本的、危险的真实环境。因而其主要应用在虚拟教育、数据和模型的可视化、军事仿真训练、工程设计、城市规划、娱乐和艺术等方面。

增强现实并非以虚拟世界代替真实世界，而是利用附加信息去增强使用者对真实世界的感官认识。因而其应用侧重于辅助教学与培训、医疗研究与解剖训练、军事侦察及作战指挥、精密仪器制造和维修、远程机器人控制、娱乐等领域。

五、增强现实国内外市场比较

（一）硬件配置

国外AR头戴显示器配置全息处理器、景深摄像头、高精度传感器等超越Google Glass的硬件。中国大部分AR头戴显示器是在Google Glass基础上，改进交互方式、佩戴方式、电池容量、分辨率等。

（二）特色功能

国外AR头戴显示器可实现实时环境扫描、实时三维建模、与全息图像交互等超越手机的功能。中国AR头戴显示器功能基本是：拍照、摄像、发短信、通话、导航、上网，仅Baidu Eye具备基于深度学习的推送、识别功能。

（三）应用场景

国外AR头戴显示器可应用于三维设计、三维游戏、辅助医疗教学等领域。中国大部分AR头戴显示器由于功能与Google Glass相似，应用场景基本相同。

总体来看，中国AR头戴显示器市场处于行业初期，相比国外市场，价格具有优势，但自主创新能力不足。

目前国内增强现实头戴显示器市场盈利模式主要以硬件销售为主，行业定制化软件开发盈利处于探索期；按照产品定位，行业用户分别针对商业市场、消费级市场用户；市场主要参与者中国市场AR头戴显示器参与者较少，除百度、联想以外，以初创公司为主。

六、增强现实应用领域分析

（一）工业制造

通过头戴显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、设备的内部结构、设备零件图等。

（二）医疗领域

医生可以利用增强现实技术，在患者需要进行手术的部位创造虚拟坐标，进行手术部位的精确定位。

医生们如今可以使用AR技术作为外科手术的可视化和培训设备。使用磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging）、计算机断层扫描（Computed Tomography scans）、超声波图像诊断（ultrasound imaging）等非侵入式传感器，可以实时的收集到一个病人的三维影像数据集。这些数据集可以实时得到渲染，并和病人实体进行结合。在效果上来看，这会让医生得到病人体内的“体内X射线视图”。在最低创伤外科手术（小刀口或者不需要刀口的手术，从而减小创伤）中，这将变得尤其有用。因为在一般的最低创伤外科手术中，医生很难看到病人体内的状况，这使得手术变得尤其困难。AR技术却能在这时提供体内视图，而完全不需要刀口。

AR当然也可以在外科病房中的日常的可视化任务上发挥作用。外科医生可以使用裸眼，发现一些他们单独在MRI或者CT中无法看到的病人生理特征。AR可以让外科医生们同时得到这两种视图。这样的视图还能用于执行一些精准操作，例如，在外科头部手术中显示在头盖骨的哪里钻孔，或者对一个小肿瘤执行穿刺活检。从非侵入式传感器得到的信息，将和病人实体结合并显示出来，精准的告诉医生从哪里开始他的手术。

（三）军事领域

军队可以利用增强现实技术，创造出虚拟坐标以及所在地点的地理数据，帮助士兵进行方位的识别，获得实时所在地点的地理数据等重要军事数据。

（四）电视转播领域

通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息（比如球员数据）叠加到转播画面中，使得观众可以得到更多的信息。

（五）娱乐游戏领域

增强现实游戏可以让位于不同地点的玩家，结合GPS和陀螺仪，以真实世界为游戏背景，加入虚拟元素，使游戏虚实结合。

（六）教育领域

增强现实技术可以将静态的文字、图片读物立体化，增加阅读的互动性、趣味性。

（七）文化古迹

文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅能获取古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。

（八）旅游展览领域

人们在浏览、参观的同时，通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。

（九）市政建设规划

采用增强现实技术将规划效果叠加到真实场景中，可直接获得规划的效果。

VR系统的组成与交互技术汇总

VR系统的组成与交互技术汇总 今天给大家介绍一下VR系统的组成与当前一些VR交互技术，希望大家对VR 有更深的理解。 一个典型的虚拟现实系统主要由计算机、输入输出设备、虚拟现实设计/浏览软件等组成。用户以计算机为核心，通过输入输出设备与应用软件的虚拟世界进行交互。 计算机 在虚拟现实系统中，计算机是系统的心脏，主要用于接收、处理、控制显示各种信息及相互间的作用和状态，负责虚拟世界的生成、人与虚拟世界的自然交互等功能的实现。 输入输出设备 在虚拟现实系统中，用户与虚拟世界之间要实现自然的交互，必须采用特殊的输入输出设备，用以识别用户的各种信息输入，并实时生成逼真的反馈信息。 VR输入设备如动作捕捉、手势识别、声音感知等体感类设备，通过感知用户输入信息，与虚拟世界进行交互，输入设备是实现消费者交互、沉浸感的重要技术。 下面是一些在VR虚拟现实场景中运用到的交互技术：

动作捕捉 用户想要获得完全的沉浸感，真正“进入”虚拟世界，动作捕捉系统是必须的。目前专门针对VR的动捕系统，目前市面上可参考的有Perception Neuron。但是这样的动作捕捉设备只会在特定的超重度的场景中使用，因为其有固有的易用性门槛，需要用户花费比较长的时间穿戴和校准才能够使用。相比之下，Kinect 这样的光学设备在某些对于精度要求不高的场景可能也会被应用。 全身动捕在很多场合并不是必须的，它的另一个问题，在于没有反馈，用户很难感觉到自己的操作是有效的，这也是交互设计的一大痛点。 触觉反馈 这里主要是按钮和震动反馈，这就是下面要提到的一大类，虚拟现实手柄。目前三大VR头显厂商Oculus、索尼、HTC Vive都不约而同的采用了虚拟现实手柄作为标准的交互模式：两手分立的、6个自由度空间跟踪的（3个转动自由度3个平移自由度），带按钮和震动反馈的手柄。这样的设备显然是用来进行一些高

增强现实(AR)设备生产制造项目实施方案

增强现实(AR)设备生产制造项目 实施方案 规划设计/投资分析/产业运营

增强现实(AR)设备生产制造项目实施方案 现在很多行业都想要结合AR技术提升行业价值和用户体验。随着增强现实（AR）技术的发展，AR的应用行业也在不断增加，它正在改变我们的购物、娱乐、工作方式。 该增强现实(AR)设备项目计划总投资5721.94万元，其中：固定资产投资4845.58万元，占项目总投资的84.68%；流动资金876.36万元，占项目总投资的15.32%。 达产年营业收入7022.00万元，总成本费用5290.28万元，税金及附加104.67万元，利润总额1731.72万元，利税总额2075.25万元，税后净利润1298.79万元，达产年纳税总额776.46万元；达产年投资利润率30.26%，投资利税率36.27%，投资回报率22.70%，全部投资回收期5.91年，提供就业职位127个。 报告目的是对项目进行技术可靠性、经济合理性及实施可能性的方案分析和论证，在此基础上选用科学合理、技术先进、投资费用省、运行成本低的建设方案，最终使得项目承办单位建设项目所产生的经济效益和社会效益达到协调、和谐统一。 ......

增强现实(AugmentedReality)技巧是一种将虚拟信息与真实天下奇妙 交融的技巧，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技巧手段，将谋略机天生的翰墨、图像、三维模型、音乐、视 频等虚拟信息模拟仿真后，利用到真实天下中，两种信息互为弥补，从而 实现对真实天下的“增强”。2018年举世AR头显设备出货量规复增长，初步预计2019年AR头显设备约为40万台，2019年举世增强现实(AR)市场规模超220亿元。2018年举世AR/VR市场主要以硬件和内容贩卖为主，累计 比重高达72.6%，举世AR/VR市场美国占主导职位地方，市场份额达34.4%。初步预计2019年美国、德国、日本AR/VR市场规模分手为70亿元、11亿元、17亿元

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。

虚拟现实 答案

1.什么叫虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality 简称VR) 是一种模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真的人机交互技术，是在数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人—机接口技术、计算机仿真技术及传感器技术等许多信息技术基础上发展起来的一门多学科的交叉技术。 2.虚拟现实系统的构成 典型的虚拟现实系统主要是由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库等组成。 3.虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术有3个主要特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想像性（Imagination）。 (1)沉浸性 沉浸性（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2) 交互性 交互性（Interactivity）的产生，主要借助于VR系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。 (3) 想像性 想像性（Imagination）指虚拟的环境是人想像出来的，同时这种想像体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。 4.虚拟现实系统的分类 在实际应用中，根据虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程度的不同，将虚拟现实系统划分为以下4种类型: (1) 桌面式VR系统 它是利用个人计算机或图形工作站等设备，采用立体图形、自然交互等技术，产生三维立体空间的交互场景，利用计算机的屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟世界的交互。 桌面式VR系统具有以下主要特点： ①缺少完全沉浸感，参与者不完全沉浸，因为即使戴上立体眼镜，仍然会受到周围现实世界的干扰。 ②对硬件要求极低 ③应用比较普遍，因为它的成本相对较低 (2) 沉浸式VR系统

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

虚拟现实系统简介

《虚拟现实》 教学目的和要求： 1、了解虚拟现实的概念； 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点： 1、虚拟现实定义； 2、虚拟现实的组成； 3、虚拟现实的应用研究现状； 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现，这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒 体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术， 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体， 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计 算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。

增强现实(AR)系统组成及实用领域综合分析

增强现实(AR)系统组成及实用领域综合分析 一、相关定义解析 （一）虚拟现实定义 虚拟现实（Virtual Reality，VR）是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。 即虚拟现实是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。 图表虚拟现实技术基本原理 资料来源：产研智库 （二）增强现实定义 增强现实（Augmented Reality，简称AR），是一种利用计算机系统产生三维信息来增强用户对现实世界感知的新技术。一般认为，AR技术的出现源于虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）的发展，但二者存在明显的差别。传统VR技术给予用户一种在虚拟世界中完全沉浸的效果，是另外创造一个世界；而AR技术则把计算机带入到用户的真实世界中，通过听、看、摸、闻虚拟信息，来增强对现实世界的感知，实现了从“人去适应机器”到技术“以

人为本”的转变。 图表增强现实技术原理 资料来源：产研智库 （三）混合现实定义 混合现实技术（Mixed Reality，简称MR）是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。 图表VR、AR及MR关系图 资料来源：产研智库

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：

虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，

基于ARToolkitPlus的增强现实系统实现及框架研究

1引言 增强现实技术是将真实场景同虚拟物体加以融合并同时呈现，特点是虚实空间的一致性结合以及实时交互，具体包括3D物体的注册、显示、跟踪和定位等。增强现实系统强调真实物体和虚拟物体的互相补充，加强人们对现实世界的感知与交互能力。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，代表了下一代易用的人机界面的发展趋势［1］。 开发增强现实系统的难点在于如何实时、精确的计算观察者视点相对真实世界的位置和姿态，使得虚拟场景能够与真实世界无缝融合。在基于自然特征的三维注册技术没有发展成熟之前，基于标识的三维注册仍将是当前增强现实应用系统中的主要注册方法［2］。近年来，随着传感器技术的发展以及终端性能提升，越来越多的增强现实应用已经开始通过其他的方式“观察”世界，如何处理不同类型的输入信息之间的关系也成为增强现实系统需要关注的问题［3］。 本文对在增强现实应用中如何呈现多个虚拟物体以及如何处理marker与虚拟物体的关系进行了讨论，并提出一种增强现实交互应用的实现架构，此种实现方式为后续的功能扩展留有较大的空间。 2现状介绍 AR技术诞生于上世纪七八十年代，但当时对AR的诠释与现在不尽相同，特别是对呈现设备的要求较高需要使用头盔式显示器［4］，在很长一段时间内没有得到普及，但近年来AR技术的应用大量出现在展览活动、工厂、教学机构。而呈现的终端也是多种多样，包括PC、移动端以及各种特殊显示设备［3］，这其中尤以手机应用增长最为迅猛，加上地理信息的采用，极大地丰富了AR的内涵。在新式的AR应用中，智能手机的应用较为常见，它们通常内容丰富，而且大多结合了地理信息和图像识别，被广泛用于商业促销、换领折扣等领域。 在传统的AR技术方面包括已经开始商用的ARTool-kit，其增强版本ARToolkit Plus、Studierstube Tracker以及ARTag等［5］。大多数应用计算机图形学的增强现实类库都不包含3D渲染和呈现的实现，这使得开发人员可以灵活的选择开发平台和实现方式。 现阶段增强现实的研究已经开始向实用方向发展，3D 注册方面的算法越来越完善，速度和准确率不断提高［5］，但从演示级应用到实际的商业项目之间依然有一些阻碍，其中最重要的就是没有可以借鉴的框架可以利用，常常使得编写出的应用难以维护，不宜扩展，在各个平台上需要重复编程，使得其商业化成本难以降低，尽管国内外已有众多成功的商业项目，但是增强现实作为下一代的交互技术的潜力还远远没有被挖掘出来。 3基于ARToolkit Plus的增强现实系统 3.1图像格式转换 系统使用DirectShow采集摄像头拍摄的图像，其需要 基于ARToolkit Plus的增强现实系统实现及框架研究 黄季冬胡绍卿 （华中科技大学控制科学与工程系武汉430074） 摘要文章首先对基于ARToolkit Plus和WPF的增强现实系统实现的关键技术问题进行了描述，具体讨论了在MVC框架下如何将数据采集层与呈现层进行分划，在保证可用性的同时提供较强的扩展能力，并基于上述框架实现了一个应用于住房装修的实例。 关键字ARToolkit Plus；增强现实；WPF3D；MVC三层框架 中图分类号TP393 An Implementation of Augmented Reality System Based on ARToolkit Plus and MVC Framework HUANG Jidong Hu Shaoqing （Dept.of Control Science&Engineering，Huazhong University of Science and Technology,Wuhan430074）Abstract This paper firstly covers the key issues in an ARToolkit Plus and WPF based augmented reality system.Then the applica-tion of MVC framework and the way to divide the data acquisition layer and presentation layer to ensure the availability and expansibility and discussed.At the end，a demo is built for decorating housed using the method above. Key Words ARToolkit Plus，augmented reality，WPF3D，MVC three-tier framework Class Number TP393 收稿日期：2011年10月10日，修回日期：2011年12月6日 作者简介：黄季冬，男，硕士，研究方向：人机交互。胡绍卿，男，研究方向：人机交互。 ?

虚拟现实系统的组成

虚拟现实系统的组成 1 构建虚拟现实系统的目的 使参与者沉浸于多维信息空间中，进行仿真、建模，获取知识和形成新概念。 目标:利用并集成高性能的计算机软硬件及各类先进的传感器，去构建一个使参与者处于身临其境的沉浸感、具有完善的交互作用、能帮助和启发构思的信息环境。 技术支持:各种传感器技术、三维显示和音响器、虚拟环境产生器、程序设计工具集、计算机高速网络和高性能计算机平台。 2 虚拟现实系统的组成 用户通过头盔、手套和话筒等输入设备为计算机提供输入信号，虚拟现实软件收到输入信号后加以解释，然后对虚拟环境数据库进行必要更新，调整当前虚拟环境视图，并将这一新视图及其它信息如声音立即传送给输出设备，以便用户及时看到效果。 系统由输入部分、输出部分、虚拟环境数据库、虚拟现实软件组成。 2.1输入部分 虚拟现实系统通过输入部分接收来自用户的信息。用户基本输入信号包括用户的头、手位置及方向、声音等。其输入设备主要有: (1)数据手套 用来监测手的姿态，将人手的自然动作数字化。用户手的位置与

方向用来与虚拟环境进行交互。如在使用交互手套时，手势可用来启动或终止系统。类似地，手套可用来拾起虚拟物体，并将物体移到别的位置。 (2)三维球 用于物体操作和飞行控制。 (3)自由度鼠标 用于导航、选择及与物体交互。 (4)生物传感器 用来跟踪眼球运动。 (5)头部跟踪器 通常装在HMD头盔上跟踪头部位置，以便使HMD显示的图像随头部运动而变化。用户头的位置及方向是系统重要的输入信号，因为它决定了从哪个视角对虚拟世界进行渲染。 (6)语音输入设备 通过话筒等声音输入设备将语音信息输入，并利用语音识别系统将语音信号变成数字化信号。 2.2 输出系统 虚拟现实系统根据人的感觉器官的工作原理，通过虚拟现实系统的输出设备，https://www.wendangku.net/doc/e53838662.html,使人对虚拟现实系统的虚拟环境得到虽假犹真、身临其境的感觉。主要是由三维图像视觉效果、三维声音效果和触觉 (力觉)效果来实现的。 (1)三维图像生成与显示

增强现实(AR)项目年终总结报告

增强现实（AR）项目年终总结报告 一、增强现实（AR）宏观环境分析 二、2018年度经营情况总结 三、存在的问题及改进措施 四、2019主要经营目标 五、重点工作安排 六、总结及展望

尊敬的xxx实业发展公司领导： 近年来，公司牢固树立“创新、协调、绿色、开放、共享”的发 展理念，以提高发展质量和效益为中心，加快形成引领经济发展新常 态的体制机制和发展方式，统筹推进企业可持续发展，全面推进开放 内涵式发展，加快现代化、国际化进程，建设行业领先标杆。 初步统计，2018年xxx实业发展公司实现营业收入18265.31万元，同比增长8.40%。其中，主营业业务增强现实（AR）生产及销售收入为17025.00万元，占营业总收入的93.21%。 一、增强现实（AR）宏观环境分析 （一）中国制造2025 党中央的坚强领导为经济高质量发展提供根本保障。市场经济运 行效果受不同国家的国情和文化等因素影响，但根本上还是取决于其 制度驾驭能力。改革开放以来的实践表明，我国成功驾驭和发展市场 经济，取得了举世瞩目的成就，展现了社会主义市场经济体制的优越性。其中，起根本性作用的是坚持党的领导。面对纷繁复杂的国内外 政治经济环境，尤其要坚持党中央集中统一领导，发挥党总揽全局、 协调各方的领导核心作用和掌舵领航作用。这不仅是我国社会主义市

场经济体制最重要的特征，也是保证社会主义制度具有强大动员能力 和高效执行能力的重要基础。同时，要处理好政府和市场的关系，使 市场在资源配置中起决定性作用，更好发挥政府作用。我国经济运行 平稳、稳中有进，但也面临“稳中有变、变中有忧，外部环境复杂严峻，经济面临下行压力”的局势。从内部看，为解决长期积累的结构 性矛盾，我国深入推进供给侧结构性改革，在取得成绩的同时也遇到 一些困难、矛盾和挑战。2019年，我国经济虽然面临下行压力，但经 济发展长期向好的基本面没有改变。我们要坚定信心，激活内生动力，坚持推动高质量发展，在发展中迎接挑战，在变局中抓住机遇。我市 的工业化仍处初期阶段，是做大增量和高质量发展的关键时期，全市 工业发展滞后，未完全发挥社会经济发展的主要作用，低端低位发展 的特征明显，依赖资源、发展方式粗放、创新能力弱、动能不足等问 题突出。进入新时代、面对新机遇和挑战，全面实施“工业强市”战略，推进工业高质量发展既是对那坡县工业发展形势的情形认识，又 是改变现状的具体表现。 （二）工业绿色发展规划 要大力度推进绿色变革。深入供给侧结构性改革，克服改革阵痛，切实补齐工业结构偏重、资源环境约束偏紧、单位产出能耗和资源消

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.

(完整版)虚拟现实技术考试题及答案

虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角（roll）,我们称为6自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display）,头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模方法、涉及到物体的物理属性，行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有纹理映射\反走样 \环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显示速度的方法:预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种，但其中的层次包围盒法方法是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 实时绘制技术\场景简化\快速消隐\纹理化对象\限时绘制\ 17、VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构

增强现实(AR)设备项目申请报告

增强现实(AR)设备项目 申请报告 规划设计/投资分析/产业运营

增强现实(AR)设备项目申请报告 未来将会出现大量的VR和AR内容公司，主要涵盖游戏、电影等诸多 方面。而在硬件方面，AR眼镜、教育类AR硬件未来会有爆发式的增长。在技术方面，未来AR发展的核心在于头戴设备的轻便性，功耗控制以及成本 控制方面。AR行业在未来5-10年会出现爆发式增长。 该增强现实(AR)设备项目计划总投资7376.47万元，其中：固定资产 投资5503.19万元，占项目总投资的74.60%；流动资金1873.28万元，占 项目总投资的25.40%。 达产年营业收入17888.00万元，总成本费用13967.39万元，税金及 附加148.91万元，利润总额3920.61万元，利税总额4610.29万元，税后 净利润2940.46万元，达产年纳税总额1669.83万元；达产年投资利润率53.15%，投资利税率62.50%，投资回报率39.86%，全部投资回收期4.01年，提供就业职位313个。 坚持节能降耗的原则。努力做到合理利用能源和节约能源，根据项目 建设地的地理位置、地形、地势、气象、交通运输等条件及“保护生态环境、节约土地资源”的原则进行布置，做到工艺流程顺畅、物料管线短捷、公用工程设施集中布置，节约资源提高资源利用率，做好节能减排；从而 实现节省项目投资和降低经营能耗之目的。

...... 增强现实(AugmentedReality)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙 融合的技术，广泛运用了多媒体、三维建模、实时跟踪及注册、智能交互、传感等多种技术手段，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视 频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而 实现对真实世界的“增强”。2018年全球AR头显设备出货量恢复增长，初步估计2019年AR头显设备约为40万台，2019年全球增强现实(AR)市场规模超220亿元。2018年全球AR/VR市场主要以硬件和内容销售为主，累计 比重高达72.6%，全球AR/VR市场美国占主导地位，市场份额达34.4%。初 步估计2019年美国、德国、日本AR/VR市场规模分别为70亿元、11亿元、17亿元。

A Survey of Augmented Reality

A Survey of Augmented Reality Ronald T. Azuma Hughes Research Laboratories 3011 Malibu Canyon Road, MS RL96 Malibu, CA 90265 azuma@https://www.wendangku.net/doc/e53838662.html, (310) 317-5151 1.Introduction 1.1Goals This paper surveys the current state-of-the-art in Augmented Reality. It describes work performed at many different sites and explains the issues and problems encountered when building Augmented Reality systems. It summarizes the tradeoffs and approaches taken so far to overcome these problems and speculates on future directions that deserve exploration. This paper does not present new research results. The contribution comes from consolidating existing information from many sources and publishing an extensive bibliography of papers in this field. While several other introductory papers have been written on this subject [Barfield95] [Bowskill95] [Caudell94] [Drascic93b] [Feiner94a] [Feiner94b] [Milgram94b] [Rolland94], this survey is more comprehensive and up-to-date. For anyone interested in starting research in this area, this survey should provide a good starting point. Section 1 describes what Augmented Reality is and the motivations for developing this technology. Four classes of potential applications that have been explored are described in Section 2. Then Section 3 discusses the issues involved in building an Augmented Reality system. Currently, two of the biggest problems are in registration and sensing, so those are the subjects of Sections 4 and 5. Finally, Section 6 describes some areas that require further work and research. 1.2Definition Augmented Reality (AR) is a variation of Virtual Environments (VE), or Virtual Reality as it is more commonly called. VE technologies completely immerse a user inside a synthetic environment. While immersed, the user cannot see the real world around him. In contrast, AR allows the user to see the real world, with virtual objects superimposed upon or composited with the real world. Therefore, AR supplements reality, rather than completely replacing it. Ideally, it would appear to the user that the virtual and real objects coexisted in the same space, similar to the effects achieved in the film "Who Framed Roger Rabbit?" Figure 1 shows an example of what this might look like. It shows a real desk with a real phone. Inside this room are also a virtual lamp and two virtual chairs. Note that the objects are

虚拟现实系统的结构

虚拟现实系统的结构 一般的虚拟现实系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成。 硬件平台 由于虚拟世界本身的复杂性(如大面积城区规划的立体显示等)及计算实时性的要求，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前，国外的VR系统一般配备有SGI或SUN工作站;大型的虚拟现实系统，采用的是计算机并行处理系统。这些超级计算机虽然性能超群，但是价格非常昂贵，入门级的系统往往也要数十万美金以上。伟景行科技新近推出的高性能专业图形集群系统，性能达到甚至超过国外同类产品，但价格更能适应国内各类用户的预算要求。 软件系统 虚拟现实的软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早，在军事领域战场模拟、飞行仿真以及飞机、汽车制造等工程需求的支持下,培育出一些大型的VR开发及演示软件，如MultiGen Creator和VEGA等。虽然国外的软件系统比较成熟，但他们在建筑、城市规划领域应用有较大的先天不足.主要问题包括:软件应用需要二次开发、与行业特点结合不够紧密以及价格比较昂贵等。

和国外VR软件不同的是，伟景行自主开发的CityMaker虚拟建筑和虚拟城市软件应用平台，是建立在建筑和计算机双重背景之上的,首先面向建筑与规划行业应用的专用软件.伟景行在创建之初就定位于建筑与规划行业内虚拟现实技术研发及应用推广，因此我们的技术始终围绕该行业的需求而发展,相应的解决方案比较专业实用，性能和效果也更加出色。 输入工具和演示设备 虚拟现实技术的特征之一就是人机之间的交互性(interaction).为了实现人机之间充分交换信息，必须设计特殊输入工具和演示设备，以识别人的各种输入命令,且提供相应反馈信息，实现真正的仿真效果。不同的项目可以根据实际的应用可以有选择的使用这些工具,主要包括: a.头盔式显示器和跟踪器 b.数据传感手套 c.大屏幕立体显示系统 d.三维虚拟立体声音生成装置 目前，尤其是国内虚拟现实技术尚未获得较大普及的因素除了技术较新之外，https://www.wendangku.net/doc/e53838662.html,主要在于昂贵的高性能计算机系统(如SGI IRIX 系列超级计算机)价格和技术(如软件的二次开发)的易用型。另外,

增强现实(AR)技术的研究进展及应用终结版

增强现实（AR）技术的研究进展及应用 摘要：增强现实技术是近年来的一个研究热点，有着广泛的应用前景增强。现实是把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术。它是对真实世界的补充，而不是完全替代真实世界。显示技术和跟踪注册技术是增强现实系统关键技术，也是研究的重点本文简要介绍了头盔显示器、显示投影式显示、手持式显示器显示和普通显示器显示等显示技术以及跟踪注册技术。最后提到了目前增强现实技术应用和将来的发展方向。关键词：增强现实显示注册跟踪应用 引言 增强现实（Augmented Reality 简称AR）技术是近年来的一个研究热点，有着广泛的应用前景。它是对现实世界的补充，使得虚拟物体从感官上成为周围真实环境的组成部分。与传统的虚拟现实（Virtual Reality 简称VR）不同，增强现实只是实现对现实环境的增强，加深了对现实环境的感受。 增强现实增强了用户对现实世界的感知能力和与现实世界的交互能力如图【1】。 Milgram根据用户界面中计算机生成信息的比例的大小定义了一个真实环境到虚拟环境连 续体，他认为增强现实是混合现实环境中的一部分。 1 增强现实的显示技术 增强现实系统设计最基本的问题就是实现虚拟信息和现实世界的融合。显示技术是增强现实系统的基本技术之一。一般而言，可以把增强现实的显示技术分为以下几类：头盔显示器、显示投影式显示、手持式显示器显示和普通显示器显示。 1.1 头盔显示器(Head-mounted display, 简称HMD)显示 现有的虚拟现实技术的人机界面中大多采用头盔显示真实世界器。主要原因是头盔显示器较其他几种显示技术而言沉浸感最强。因为用于增强显示系统的头盔显示器能够看到周围的真实环境，所以叫做透视式（see-through）头盔显示器。 透视式头盔显示器一般分为视频透视式（Vedio seethrough）和光学透视式（Optical see-through ）。前者是利用摄像机对真实世界进行同步拍摄，将信号送入虚拟现实工作站在虚拟工作站中将虚拟场景生成器生成的虚拟物体同真实世界中采集的信息融合，然后输出到头盔显示器。而后者则是利用光学组合仪器直接将虚拟物体同真实世界在人眼中融合，实现增强（如图2）.