增强现实系统中跟踪注册与虚实物体遮挡及景深问题研究分析(PDF 70页)

内容摘要
第一章绪论
1．1研究背景与课题来源
二十世纪末、二十一世纪初是科学技术获得高速发展的一个时代，出现了
许多高新技术，其中，以计算机、网络和电子技术为代表的信息技术获得了突
飞猛进的发展。随着信息技术的发展，世界正迈进数字化、网络化、全球一体
化的信息时代。而多媒体技术正是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，
而且已成为新一代电子技术发展和竞争的焦点，是促进信息社会全面实现的关
键技术之一。多媒体技术已被广泛应用在教育、通信、军事、金融、医疗、制
造、咨询服务、图书等诸多行业，并正潜移默化地改变着我们生活的面貌。目
前多媒体技术的最新发展趋势之一是引入三维领域的一些新技术，使多媒体应
用的效果产生极大的改善，从而又拓宽了多媒体技术的应用范围。
增强现实(AR—Augmented Reality)技术是多媒体技术在三维领域一个新
的研究方向和重要的实现手段。增强现实是一种通过将计算机产生的图形、文
字、注释等虚拟三维信息无缝自然地叠加融合到用户所看到的真实世界场景中，
来增加用户对现实世界感知的技术。从以上定义中可以看出，AR技术涉及到计
算机科学的多个领域，其中包括图像处理、三维建模、实时视频的获取及处理、
实时跟踪与三维注册、场景融合、显示技术等多项新技术与新手段。AR技术
并不是仅仅局限于计算机学科内的科学，而是一个多学科交叉的新兴研究领域，
综合了计算机科学、传感检测、控制理论、电子通讯、信息处理以及机械工程
等众多学科的最新研究成果，创造性地把人类引向了一个全新的真实世界信息
和虚拟世界信息“无缝"集成的双重世界。早在1997年，该领域的权威学者
Azuma[1】就对增强现实系统及其所涉及的技术给出了一个较为详尽的综述，他
还指出增强现实系统有三个突出的特点【2】：①真实世界和虚拟世界的信息集成；
②具有实时交互性；③三维尺度空间中定位增添虚拟物体，即三维注册技术。
AR技术是在传统虚拟现实(VR—．Ⅵrtual
Reality)技术的基础上发展起来
的。虚拟现实，是指一种计算机生成的三维环境，用户可以借助特殊的设备和
仪器在其中漫游，可以直接参与和探索虚拟对象在所处环境中的作用和变化，
仿佛置身于一个虚拟的世界中。虽然都追求给用户一种完全沉浸于其中的感觉，
但AR与VR的不同之处在于，VR是要创造一个完全虚拟的环境，使人完全沉
浸于其中；而AR则是对真实环境的“增强"，是致力于创造一个虚实结合的世
界，或者说用一个完全虚拟的世界对真实世界进行补偿。
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