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增强现实技术实现方式探讨

2025-05-27e-works 吴星星

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近几年,增强现实已经从一个新兴技术发展为最热门的交互技术之一。无论是前段时间世界杯节目的解说植入动漫人物,还是眼下各种展会所能见到的很炫的、带有神秘魔幻的汽车、工厂、建筑等,都像是在告知人们:AR是一项神奇的技术。

  近几年,增强现实已经从一个新兴技术发展为最热门的交互技术之一。无论是前段时间世界杯节目的解说植入动漫人物,还是眼下各种展会所能见到的很炫的、带有神秘魔幻的汽车、工厂、建筑等,都像是在告知人们:AR是一项神奇的技术。今天就让小编带领大家一探究竟,梳理一下AR技术的实现方式。  

       通过查阅相关资料,以及采访一些AR厂商发现:增强现实有多个重要的种类,比如说基于地理位置的,基于人脸识别的,基于图形识别的,定点识别的,卡片识别的,体感AR技术等,并且每个种类自身又是一个宽泛的主题。随着移动网络与设备的发展,在增强现实的实现方式上,目前主要有两种:基于移动设备实现的AR技术与基于计算机视觉AR技术。

  基于移动设备实现的AR技术

  基于移动设备实现的AR技术,就是利用移动设备(如智能手机、ipad等)的位置(GPS)、视野朝向(指南针)和方向(加速度传感器/陀螺仪)数据来向真实场景添加注释或者融入内容的一门增强现实技术。相应的应用技术知道你的智能手机上的摄像头观察的是什么,你的方位,以及智能手机正面对哪一个方向。基于这些数据,就可以把由集中式服务或者其他用户已上传的注释覆盖到你的摄像头场景上。

  AR 浏览器作为一项手机应用产品,是基于移动设备实现的AR技术的典型产物。从国外来看,Metaio 、Layar 、Wikitude和Augment作为较早涉足增强现实领域的企业,其中,Metaio和Layar有许多相似之处,二者都有用户规模在千万级别的AR 浏览器,如junaio(魔眼,Metaio 的 AR 浏览器)推崇“手机用户应该能像浏览网页一样浏览生活”;从国内看,已经有一些厂商在积极探索移动领域,代表性的厂商比如说成都微力互动科技有限公司的天眼增强现实(AR)浏览器,苏州梦想人科技的【梦想拍拍】、【梦想点读书】等产品。此外,AR浏览器向可穿戴设备的移植发展,比如Layar已经移植到Google Glass,微力互动天眼AR浏览器正在向vuzix smart glasses 智能眼镜上移植。

  移动终端增强现实程序的工作流程:

  1、手持设备的摄像头捕获真实世界的视频流。通俗地讲,就是通过手持设备上的摄像头(如智能手机)可以获得物理环境中的视频;

  2、运用图像处理软件监控视频流中的图像帧(帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的量,也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次,通常用fps表示),通过跟踪注册算法捕捉到特征点(二维码标记或自然图像特征标记);

  3、通过运算检测出特征点所在的平面和摄像头的姿态,在检测出的平面上建立虚拟的三维坐标;

  4、在虚拟的三维坐标上实现虚拟目标与真实世界的融合。随着摄像头姿态变化,摄像头拍摄视角也发生变化。程序通过摄像头姿态变化计算,实时更新虚拟目标定位所需的三维坐标,使虚拟目标与真实世界的三维空间中的变化一致,而达到融合叠加的效果。

  上面叙述的工作过程比较抽象,对于用户来说关心的是怎么使用,我以国内微力互动的天眼AR浏览器为例,详细讲解一下AR浏览器的工作过程:天眼分为识别图AR功能和基于位置服务AR功能(LBS)。

  识别图AR功能:用户打开天眼,点击右上角的二维码,扫描提供的二维码进入频道,扫描识别图片即可呈现出叠加在真实世界的AR信息(文字、图片、视频、模型、动画、声音等),这些AR信息都是通过在天眼云平台上传与管理。

  基于位置服务AR功能(LBS):打开天眼,点击“街景信息”按钮(也可以通过扫描二维码)进入实景导航。此时,屏幕里呈现各个方位的导航浮屛,基于GPS和陀螺仪显示出浮屛方位和距离用户的距离,点击浮屛进入介绍页面(联系方式、网页链接、图片、跳转到地图、全景图片等等),这些信息通过天眼云平台上传,在地图上选取目标地点和添加一些信息,即可通过天眼呈现出来。

责任编辑:涂君军
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