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展厅中多媒体交互技术介绍——增强现实技术介绍及分析

liyateng 发布于 07月15日

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。#展厅设计#

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一、AR系统特点:

1、真实世界和虚拟场景融合叠加;

AR技术可以把实际与虚拟的数字信息与实际世界重叠从而强化用户的视觉感受

2、具有实时交互性;

以AR虚拟界面的方式,来扩展成数字式操控仪表盘或可操控的产品作业界面。

3、是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

通过计算获取现实世界的坐标、尺寸、位置、方向,叠加虚拟物体。

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二、工作原理

增强现实技术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。利用三维虚拟物体或场景,无缝叠加在现实世界中,从而提高原有图像的信息量。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。主要关键技术如下:

1、视频图像跟踪技术。

系统通过摄像头实时拍摄场景中的图像,并跟踪图像中某个图标、平面、物体或整个场景的位置、角度、方向等信息。就是通过二维的图像,计算三维场景的位置、尺度、方向信息,并提供给显示模块三维坐标。

2、显示技术

显示器包含头盔显示器和非头盔显示设备等相关内容,透视式头盔能够为用户提供相关的逆序融合在一起的情境。

非头盔显示设备包括普通显示器、手机、平板屏幕以及可投影的汽车挡风玻璃。

近些年有些厂家推出了AR眼镜,能更好的叠加虚拟与现实,增加体验感,这种为头盔显示器。

3、三维模型生成技术

三维模型的生成是在三维建模技术的基础上得以实现的,能够充分体现出三维模型的真实感,在对增强现实动感模型研发的过程中,需要能够全方位和集体化对物体对象展示出来。

4、交互技术

AR设备的交互方式主要分为以下三种:

(1)语音交互,利用语音识别技术与系统交互。

(2)手势识别交互,利用计算机视觉技术实时检测人的手势动作,判断手势指令。

(3)使用特制工具进行交互。比如谷歌地球,它就是利用类似于鼠标一样的东西来进行一系列的操作,从而满足用户对于AR互动的要求。

5、场景融合技术

增强现实的目标是将虚拟场景与现实场景无缝结合。为了实现这以目标,系统需要实时计算现实场景的数据,对虚拟物体与场景做实时调校,包括几何一致、模型真实、光照一致和色调一致,这四者缺一不可,任何一种的缺失都会导致AR效果的不稳定,从而严重影响AR的体验。

三、应用领域

AR技术不仅应用在展览展示行业,随着AR技术的不断成熟在众多领域医疗、军事、装饰装修、文物保护等领域都有广泛应用。

1、医疗领域

可以利用增强现实培训医学院的学生,同时医生可以利用AR技术指导手术过程。

2、军事领域

军队可以东拓增强现实技术叠加更多的数据信息,为军事指挥提供更多的参考数据。

3、文化遗产保护与展示

通过增强现实技术对文物复原或展示,可以在保护文物的同时,更好的展示文物。

4、网络视频通讯领域

结合增强显示与人脸检测跟踪技术,在视频通话同时在通话者面部叠加一些配饰或者对面部做美颜处理,大大的增强了趣味性,在当前各大实时通讯软件中都用相应功能的应用。

5、电视转播

通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息叠加到画面中,使得观众可以得到更多的信息。

6、娱乐、游戏领域

增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家,共同进入一个真实的自然场景,以虚拟替身的形式,进行网络对战。

7、旅游、展览领域

旅游和展览展示领域是现阶段AR的主要应用场景,AR技术可以丰富展项形式,增加交互体验性,同时更好的展示产品特性。

8、市政建设规划

利用AR技术叠加不同时期的规划内容,规划人员可以在前期规划时就可以整体把控城市规划,提前预演未来城市的建设情况,以此为城市带来更好的规划蓝图。

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9、地质勘察

随着三维协同设计技术的稳步发展,可利用增强现实技术对地质勘测、水利勘察等提供很好的展示手段。

10、建筑装潢

可以通过AR技术提前了解装饰设计后的效果,提前与设计师沟通,避免后期效果不满意的情况。

四、AR设备

1、Google Glass 谷歌眼镜最初在2012年4月5日发布,可抬头唤醒或者“OK glass” 语音唤醒、摘除锁屏,可手势L型比划或眨眼 拍照、可录像分享、收发短信、上网、处理电邮、查询天气路况等,只是应用市 场Glassware中的APP不到50款,均免费。

2015年1月19日,谷歌正式停止了谷歌眼镜的“探索者”项目,虽然成了先烈, 索尼、三星、联想以及国内很多初创企业也在跟进发展自己的Glass。

展厅中多媒体交互技术介绍——增强现实技术介绍及分析 行业资讯 第4张Google Glass

2、微软HOLOLENS

微软HoloLens于北京时间2015年1月22日凌晨与Window10同时发布。利用3D投射,在现实场景之上叠加一层立体的虚拟展示界面,通 过手势、语音、蓝牙点击配件Clicker交互,支持眼球追踪,可以在墙上获取消息、 查找联系人,在客厅墙上直接进行Skype视频通话、观看球赛,在地上、家具间 玩Minecraft等游戏,甚至于可以将创造的虚拟物品通过3D打印变为实物。

展厅中多媒体交互技术介绍——增强现实技术介绍及分析 行业资讯 第5张微软HOLOLENS
展厅中多媒体交互技术介绍——增强现实技术介绍及分析 行业资讯 第6张微软HOLOLENS

3、Magic Leap

Magic Leap成立于2011年,2015年3月公司发布过一段AR办公室打怪的第一人称射击游戏视 频,这是比微软更领先的创意,一下子吸引了业界的注意。

Magic Leap随后不久又公布了一条新视频,体育馆中跃起大鲸鱼,视频中的观众 是裸眼的,让人震惊裸眼全息时代的到来,Magic Leap总是用一个个视频撩拨大 众的神经,但产品为何至今尚未揭晓,引发无数质疑,特效!骗子?这次的确是 特效,Magic Leap是需要佩戴眼镜的,视网膜呈像,它还是给公众带来了新的概 念,数字光场技术(Digital Lightfield),也是与Hololens最大的不同。

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4、BaiduEye

BaiduEye2014年9月百度世界大会上发布,可拍照导航、可手势语音识别,以手机充当显示屏幕。

展厅中多媒体交互技术介绍——增强现实技术介绍及分析 行业资讯 第8张BaiduEye

五、小结

AR不需要在现实环境中玩游戏打怪、光场技术也不是必需,AR技术应有针对性的对某些领域的需求特定开发。掌握需求更为关键。

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