增强现实中若干关键技术的研究(PDF 46页)

内容摘要
第一章 绪论
1.1增强现实技术概述
增强现实 ( (Augmented Realit y, AR) ，是虚拟现实 (Virtual Realit y, PR) 技术
的一个重要分支，也是一个新兴的研究热点. 虚拟现实定义为:计算机生成的三维
交互式虚拟场景，使用户感觉到沉浸于其中。但是现实世界中的场景是相当复杂
的，包含了非常可观的数据。从现有技术看，性能再高的计算机，生成的图形再
精确，也难以完全描绘它。而且在很多场合，人们需要的更多的是对真实场景的
认识，所以也没有必要由计算机生成全部场景。增强现实技术正是在这样的背景
下应运而生。增强现实由用户看到的真实场景和叠加于真实场景上的计算机生成
的虚拟景物组合而成，虚拟景物对真实场景起增强作用，提高人们对真实场景的
感觉和认识。增强现实的最终目标是生成一个真实场景和虚拟景物完全融合的场
景，使得用户感觉不到哪些是真实的，哪些是虚拟的，而认为自己所看的是一个
完全真实的场景[ m
增强现实技术具有虚实结合、实时交互和三维注册的特点。增强现实技术可
以利用己有的真实世界，为用户提供一种复合的视觉效果: 用户观察到的真实世
界同计算机产生的虚拟场景相融合。当真实场景移动时，虚拟物体也随之发生变
化，就好像这些虚拟物体是真的存在于真实场景中一样。理想情况下，虚拟物体
还可以同用户和真实物体以一种自然的方式进行交互和相互作用。开发增强现实
系统的难点在于如何实时，精确摄像机相对真实世界的位置，使得虚拟场景能够
与真实世界无缝融合 (三维注册) [21
增强现实技术是随着虚拟现实技术的发展而产生的，因此两者间存在着不可
分割的密切关系，但也有着显著的差别‘171
1，虚拟现实和增强现实最显著的区别就是用户的浸入程度，无论AR 还是VR
系统都追求给身处其中的用户一种沉浸感，不同之处在于前者偏重于真实世界，
而后者偏重于虚拟景象。虚拟现实技术使用户完全浸入到由计算机生成的完全虚
拟的环境中去，在这个过程中用户看不到，也感知不到他周围的真实环境。虚拟
现实所努力达到的是一种完全的浸入状态，视觉，甚至某些系统中的听觉感知都
受控于系统。相反，增强现实则是把计算机产生的虚拟场景无缝的融合到用户的
视觉感受，允许用户观看融合有虚拟物体的真实环境。增强现实系统只是增补了
真实环境，并试图保持用户对真实场景的感知.
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