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AR增强现实

AR增强现实

详细介绍

      增强现实技术(Augmented Reality,简称AR),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术1990年提出。随着随身电子产品CPU运算能力的提升,预期增强现实的用途将会越来越广。

 

技术原理:

 

  增强现实技术,它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术,是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术,模拟仿真后再叠加,将虚拟的信息应用到真实世界,被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

 

  增强现实技术,不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来,两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中,用户利用头盔显示器,把真实世界与电脑图形多重合成在一起,便可以看到真实的世界围绕着它。

 

  增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下,不同于人类可以感知的信息。


AR增强现实


主要特点:

 

  AR系统具有三个突出的特点:①真实世界和虚拟的信息集成;②具有实时交互性;③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。 

 

AR 设备

 

  AR 技术的实现需要有一定的设备支持, 常见的设备大概有以下几类:

  

      头盔显示器显示(Head-mounted display,简称 HMD): 这种设备属于头戴式设备,是比较常见的一种,相对于其他 设备,这类设备给用户带来的沉浸感更强,体验更真实。因 为这种头盔显示器能够看到周围的真实环境,所以也叫做透 视式(see-through)头盔显示器。这种显示器有两种常见的 方式提供现实增强。一种是利用摄像头将拍摄到的真实景象 输入到处理器,然后在显示器上显示经过处理的融入了虚拟 物体的真实景象,实现增强,这种叫做视频透视式(Vedio seethrough) ;另一种是通过光学原理将虚拟物体直接与视野 中的真实世界融合,从而实现增强,这种叫做光学透视式 (Optical see-through) 。还有一种很少见的是虚拟视网膜显 示技术(Virtual Retinal Display 简称 VRD) ,由于资料有限, 这里不做讲解。

 

  投影式显示(projection display) :将虚拟景象投影到现 实中某些对应的物体上,从而实现增强。

 

  手持式显示器显示(Hand Held Display 简称 HHD):像 的手机,平板电脑等都可以作为手持式显示器,只要配备有 摄像头,那么只需要下载相关的软件到的设备即可体验 AR 应用。这类设备往往便于携带,可以让人们时刻体验 AR 应 用。

 

  普通显示器显示(Monitor-based Display) :通过将现实 景象与计算机生成的虚拟对象相结合输出在普通的显示器 上,有特定需要也可以戴上专门的眼睛观看立体图像。2013 年春晚就用到这种显示方法,电视机前的观众能看见现场所 不能看见的虚拟景象。


AR增强现实

 

      AR技术可广泛应用于多种领域,今天,我们就AR游戏领域做详细介绍。

 

AR 游戏的特点

 

  虚实结合: AR 技术是通过计算机将处理过的信息与其他 信息合成到用户可见的现实世界的一门技术。 AR 游戏使传统 的游戏增加了与现实场景结合的虚拟景象,使游戏不再局限 于显示器,而是使游戏界面叠映于现实对象中,这样便使游 戏的可操作性和互动性大大增强。用户只需要通过眼睛凝视 或手势指点等简单的身体动作进行操作,便可以实现对游戏 的操作。

 

  实时交互:要达到一定的游戏体验,就要使游戏满足实 时交互性。 AR 游戏需要玩家进行必要的动作来完成游戏操作, 游戏镜头不会固定于某个单一的画面或镜头,因此,在用户 进行某种动作时,要求 AR 系统能及时的回应用户的动作, 将正确的请求获取并将正确的结果反馈给用户。这样才能保 证用户的游戏体验。通过将虚拟世界和真实世界的进行实时 同步,使得游戏本身的游戏性与趣味性大大增强,用户因此 获得更好的游戏互动。

 

AR 对游戏带来的影响

 

  与传统游戏相比 AR 游戏更加真实, 具有更好的互动性、 趣味性和游戏性。AR 游戏不再局限于某个单一空间和时间, 而是让玩家可以在更多变的现实环境里进行游戏,也可以与 其他的玩家进行更多的、更好的互动竞技。

 

  与 VR 游戏相比VR 游戏是在完全虚拟的世界,玩家看 不见现实世界的任何东西,只是 VR 游戏是给玩家带来超越 普通游戏的,身临其境的游戏体验,立体感更强。而 AR 游 戏是在 VR 游戏基础上结合现实场景开发的,真实性与游戏 性都高于 VR 游戏,玩家可以享受更多的游戏趣味。

 

  AR 游戏和 VR 游戏一样都给游戏行业注入了新鲜的血液, 可以想象在不远的未来, 随着技术的发展与成熟, AR 技术势 必会给游戏与其他行业带来革命。


AR增强现实


AR 游戏在未来的发展趋势

 

  虽然 AR 技术在近年来已经取得了较大发展,但是仍然 存在很多技术方面的瓶颈,而这些瓶颈大大限制了 AR 技术 的运用。如果使用的 AR 设备过于笨重以至于不便携带,则 会大大降低用户的体验,不仅仅是在 AR 游戏方面,在其他 领域也会大大限制体验效果。因此,如何将 AR 设备向微型 化和低能耗的方向发展也是一个重要的研究课题。

 

  尽管 AR 在国内发展相对较晚,但发展速度很快,这方 面的技术也逐渐跟上国外的脚步。虽然没有 VR 那样被大多 数人熟悉,但相信很快会被人们熟知。

 

  增强现实技术与其他的领域也有交叉,要实现该技术就 要用到计算机图形学、传感器、网络、GPS 和陀螺仪等许多 技术,通过多种领域技术的交叉运用,使得增强现实技术给 人们带来更真实的游戏体验。而且 AR 被人们称为“更真实 的现实” ,这样一来,AR 让游戏的真实性更加的能满足人们 的需求。 虽然 AR 与 VR 有许多相似的地方, 但是在很多方面, AR 技术所做到的都多于 VR,像在医疗研究和解剖训练、精 密仪器制造和维修、军用飞机导航等领域,都具有比 VR 技 术更加明显的优势。尽管现在 AR 还没有完全走进人们的生 活,但随着 AR 技术的不断发展与进步,在不久的未来将会 与人们的生活密切相关,在生活的方方面面都会感受到 AR 技术的运用。


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