基于ARToolKit的增强现实技术在恐龙博物馆中的应用研究(PDF 62页)

内容摘要
第1章绪 论
增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)从广义上来说是虚拟现实技术的一
个分支，从狭义上来说增强现实与虚拟现实又有着本质的区别，虚拟现实(Virtual
Reality，简称VR)是让计算机完全虚拟现实环境，使用户的视觉、听觉和触觉等感官
完全沉浸在虚拟环境中，实现用户与虚拟之间的交互，用户的视觉对象是完全虚拟的，
而AR则是在用户所处的现有现实环境的基础上加载虚拟场景，在现实场景的基础上
扩展用户视觉，实现用户与虚拟以及现实之间的交互。因此增强现实技术的研究不仅
是在虚拟现实技术的基础上前进了一步，更重要的是它包含了新的虚拟理念，有着更
广阔的应用前景和商业价值。
增强现实一词诞生于20世纪90年代初，当时波音公司的Tom Caudell和他的同事
在他们设计的一个辅助布线系统中提出了增强现实这个名词，该系统依靠S．HMD(光
学企业管理头盔显示器，Opfical See through Head Mounted 某公司)把由简单线条绘制的布
线路径和文字提示信息实时地叠加用户的视野中，叠加的这些信息可以帮助用户逐步
地完成拆卸过程，以减少用户在日常工作中出错的机会【l】。随着AR技术的发展，又相
继出现了多种增强现实应用系统，主要集中在医疗、制造与维修、机器人动作路径规
划、娱乐和军事等几个方面。
AR通常是以透过式头盔显示系统【2巧】和三维注册(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f2】。通过三维注册方式，将虚拟物
体加载到现实场景中，从而使现实场景得到增强，实现用户与虚拟和现实场景的实时
交互。其中加载的虚拟物体可以是图片、3D模型、视频、非几何形的文字信息等等。
AR系统开发的工具有多种，如ARToolKit系列、Coin3D和MR Platform掣11。其
中ARToolKit是一套基于C语言及OpenGL的增强现实系统开发包，该工具包是最初
由日本大阪大学的Hirokazo Kato博士于1999年在华盛顿大学人机接口实验室
(HITLab)设计开发的Il一。AR目前已成为AR领域内最广泛的开发包，目前比较常
见的ARl晒olKitPlus工具包、FLARToolK．it工具包以及基于手机移动设备的
NyARTOolKit(基于GoogleAndroid1．0)工具包和ARToolKitPlus．$60(基于Symbian
S60)等工具包都是在ARToolKit算法基础上移植用来开发AR系统的开发包。
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