虚拟现实增强技术综述(PDF 24页)

内容摘要
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
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
明虚拟现实技术正在成熟中 , 逐渐被大众所接受 , 其中最近的峰值是 Facebook 收购虚拟现实眼镜企业
Oculus. 与之相反 , 增强现实的关注度在 2008 年开始迅速上升 , 并连续出现多个热度高峰 , 通过查看其
关联新闻可以发现 , 其热度主要是 2007 年 Apple 公司发布 iPhone, 移动互联网兴起所推动 , 特别是在
摄像头加上陀螺仪成为智能手机的标配 , 为增强现实技术提供了充分的发展空间 . 这其中 Google 眼镜
和网上虚拟试衣吸引了很多关注度 . 而增强虚拟现实 , 增强虚拟环境 , 增强虚拟 (augmented virtuality)
等词的搜索量远小于以上热词的量级 , 反映了增强虚拟环境技术还有待于突破 , 尚未出现重要事件
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