增强现实技术AR及扩展应用

author
0 minutes, 24 seconds Read

增强现实技术(AR)及扩展应用

AR根据当前位置(GPS)、视野方向(指南针)和手机方位(方向传感器)将相关信息投射到真实场景(摄像头)并显示在显示设备(屏幕)上/陀螺仪)。 其实现的重点在于投影矩阵的获取。

这是一篇为自己写的科普文章。

在我们开始谈论增强现实(AR)之前,我们需要谈谈虚拟现实(VR)

虚拟现实是由英文Virtual Reality翻译而来,简称VR。 VR技术以计算机技术为核心技术,生成一个逼真的视觉、听觉、触觉等综合虚拟环境,用户利用必要的设备与虚拟世界中的物体以自然的方式进行交互并相互影响,从而产生感觉以及在真实环境中的体验。

典型的VR系统主要由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库组成。 计算机负责虚拟世界的生成和人机交互的实现; 输入输出设备负责识别各种形式的用户输入并实时生成相应的反馈信息; 应用软件系统负责虚拟世界中物体的几何模型、物理模型和行为模型。 三维虚拟立体的建立、生成、模型管理及实时显示等; 数据库主要用来存储整个虚拟世界中所有物体的各方面信息。

VR技术与三维动画技术的本质区别在于其交互性。 三维动画技术依赖于连续播放可以在计算机预处理的路径上看到的静态照片。 它不具有任何交互性,即用户看不到自己想看的地方,用户只能按照设计者的指示进行操作。 用户通过预先固定的路线观看某些场景时是被动的; 而VR技术则通过计算机实时计算场景,真正根据用户的需求将整个空间内的所有信息提供给用户。 用户可以遵循他或她自己的路线。 行走时,电脑会生成相应的场景,真正做到“所见即所得”。

根据VR技术的沉浸感和交互程度的不同,VR系统分为四种类型:沉浸式VR系统、桌面VR系统、增强型VR系统和分布式VR系统。

增强VR系统简称增强现实(Augmented Reality),也就是我们常说的AR,广泛应用于手机上。 它允许用户看到现实世界和叠加在现实世界上的虚拟对象。 它是一个结合了真实环境和虚拟环境的系统。 AR中的真实物体和虚拟物体必须与用户环境无缝融合,真实物体和虚拟物体必须能够交互,这样才能实现真正的虚实融合。 因此,增强现实系统具有虚实结合、实时交互、三维定向等新特点。

好的,让我们重点关注增强现实 (AR)

AR系统需要显示技术、跟踪定位技术、界面和可视化技术以及校准技术。

跟踪定位技术和标定技术共同完成位置和姿态的检测,并将数据上报给AR系统,统一被跟踪物体在现实世界中的坐标和虚拟世界中的坐标,从而使虚拟物体与用户环境密不可分。 缝合联合目标。 为了产生准确的定位,AR 系统需要进行广泛的校准。 测量包括相机参数、视野、传感器偏移、物体定位和变形。

与智能手机相比,AR根据当前位置(GPS)、视野方向(指南针)和手机方位(方向传感器/陀螺仪)将相关信息投射到真实场景(摄像头)中,并显示在此处显示的显示设备(屏幕)。 其实现的重点在于投影矩阵的获取。

当然,在实际开发过程中,Android系统其实已经对投影矩阵封装得比较好。 可以通过接口直接获取投影矩阵,然后将相关坐标转换为对应的坐标。

移动增强现实系统要实时跟踪手机在真实场景中的位置和姿态,并根据这些信息计算出虚拟物体在摄像头中的坐标,实现虚拟物体图片与真实物体的精确匹配场景图片。 因此,配准(即手机的空间位置和姿态)性能是增强现实的关键。 移动AR的工作原理可以用下图来简单说明。

ar增强现实_现实增强眼镜_现实增强技术作用/

好了,科普完了,我们来说说AR到底是怎么一回事。

1. 找到我想去的地方 1.1 找到我想去的商店

ar增强现实_现实增强技术作用_现实增强眼镜/

Yelp Monocle 使用 iPhone 的相机和数字指南针将 Yelp 评分与实时街景结合起来,这样您就可以找到五星级酒吧,而不是徘徊在一些很酷的小酒馆中。

1.2 找到我的车

现实增强眼镜_ar增强现实_现实增强技术作用/

当你把车停在路边,拿出手机启动寻车时,软件就会记录你的GPS信息。 以后,当你想在茫茫车海中找到它时,寻车器会利用摄像头、GPS、指南针、陀螺仪等多个传感器来引导你找到正确的位置。

1.3 引导路径

现实增强眼镜_现实增强技术作用_ar增强现实/

借助 WikitudeDrive 增强现实导航应用程序,用户看到的不是地图,而是前方街道的实时视图,以及叠加在视频之上的导航数据。 目前已在欧洲、澳大利亚、北美市场得到应用。

2.“接触”虚拟事物

现实增强技术作用_ar增强现实_现实增强眼镜/

AR SOCCER 是一款虚拟踢球游戏,您将屏幕指向干净的地板,然后屏幕上就会出现一个足球。 现在你可以用脚踢它了。

3.按照我的想法改变现实 3.1 实时翻译

ar增强现实_现实增强技术作用_现实增强眼镜/

Word Lens是一款实时翻译应用程序,但目前仅提供英语和西班牙语之间的互译。

3.2 虚拟试衣

ar增强现实_现实增强技术作用_现实增强眼镜/

使用 Zugara 的虚拟试衣间非常简单。 您所需要的只是一台带摄像头的电脑和一点空间。 退后 4-5 英尺,远离镜头并挥挥手,你选择的衣服就会自动“穿”在你身上。 如果您觉得自己“穿着不合适”,您还可以调整衣服的位置,使其看起来更适合您。

3.3 拍照

现实增强技术作用_现实增强眼镜_ar增强现实/

使用“Farrago AR”时,用户可以通过移动设备的触摸屏轻松执行旋转、调整大小和校正图片中出现的对象等详细操作。 此外,“Farrago AR”的用户友好界面允许用户轻松创建图片之外的2D或3D物体。

4. 将虚拟叠加到现实上

ar增强现实_现实增强眼镜_现实增强技术作用/

伦敦博物馆推出了一款增强现实应用程序,称其为“时间机器”。 如果您将手机指向当前位置,系统将帮助您将当前位置与几十年前的情况进行匹配。

现实增强眼镜_现实增强技术作用_ar增强现实/

Layar Reality Browser将摄像头对准周围的风景,Layar会找到各种数据——公交车站、滑板公园、房地产价格等。

现实增强眼镜_ar增强现实_现实增强技术作用/

Wikitude 被称为“世界浏览器”,可帮助您探索周围环境并查找有关地标的信息。 一旦您拿起手机并打开摄像头,屏幕上就会出现许多标记,包括维基百科条目、带有 GEO 标签的推文以及 ATM 机的位置。

ar增强现实_现实增强眼镜_现实增强技术作用/

Star Walk,一款增强现实“天文互动指南”,利用GPS、指南针和陀螺仪教你识别星座。 类似的游戏还有很多,比如星球大战AR版、AR Invaders(飞碟)、AR Missile(导弹毁人)、ARBasketball(现实篮球)……

最后说一下基于AR的几个平台。

1. 高通

ar增强现实_现实增强技术作用_现实增强眼镜/

高通在Android平台和iOS平台上发布了增强现实开发套件。 基于该SDK,开发者可以更轻松地使用智能设备中的摄像头,并开始开发连接真实内容和虚拟内容的软件应用程序。

2.拉亚尔

Layar 旨在创建一个开放的增强现实平台。 任何第三方都可以通过Layar的开发接口创建自己的基于Layar的增强现实应用。 目前官网列出2029款应用,应用类型包括教育、游戏、建筑、艺术、交通、游戏等; 你也可以把Layar看做是一个专门为AR应用打造的App Store,因为这里有免费应用和付费应用。

最后说一些废话

移动硬件设备的发展使得人们在移动设备上的交互取得了突破。 以NFC、AR、裸眼3D等为代表的大量应用形式的出现,给这一领域带来了最具新鲜感和动力。 创造了新的用户体验。 在移动产品的设计中,如何利用手机的硬件性能创造出突破性的产品,将是决定移动产品设计师能力以及未来移动产品成败的关键。

Similar Posts