AR增強現實 Augmented Reality

增強現實(Augmented Reality,簡稱 AR),是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術,這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。這種技術最早於1990年提出。隨着隨身電子產品運算能力的提升,增強現實的用途越來越廣。

AR系統具有三個突出的特點真實世界和虛擬世界的信息集成;具有實時交互性;是在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。AR技術可廣泛應用到軍事、醫療、建築、教育、工程、影視、娛樂等領域。

    分類:1、基於視覺的AR;2、基於GPS及方向傳感器的AR

基於視覺的AR按技術種類可分爲:基於標記(Marker Based)和非基於標記 (Markerless)兩大類。AR 的核心技術關鍵都是現實目標的三維跟蹤(3D Tracking)的問題,有時也說是六度自由度跟蹤(6DOF)問題。

 基於標誌又可以分爲:固定模板類與自定義模板類。

固定模板:這種模式已經比較成熟了吧,大名鼎鼎的ARToolKit/plus,ARTag,ARTag在抗遮擋性上優於ARToolkit,後來的ARToolKit/Plus採用的應該時間ARTag的方法。

自定義模板:原理和固定模板AR大致相同,差就差在模板的檢測上,主要是通過檢測特徵點,然後根據不同幀間相應特徵點的位置變化求得[R|t]矩陣,BazAR便是這種類型的,其他的像下面這個鏈接,用很少的代碼實現了這種類型AR的demo,http://www.morethantechnical.com ... ar-in-opencv-wcode/ 這個代碼裏用的是光流法進行特徵點的跟蹤,下面這個鏈接的代碼,用的是surf特徵,http://morethantechnical.googlecode.com/svn/trunk/opencv_ar/ 不管怎麼樣除了特徵不同,座標系變換的原理都和上一篇文章類似,在OpenCV中提供了一些函數可以輕鬆實現座標系變換,比如solvePnP和cvFindHomography。

基於無標誌AR代表作是PTAM/MMixare,將是AR未來的發展方向

跟蹤技術可以大致分成兩大類,一類是基於特徵的跟蹤(Feature Based Tracking),比如通過跟蹤從輸入圖像中抽取的特徵點,特徵邊緣等完成目標的三維運動估計和跟蹤。另一類是基於模板的跟蹤(Template Based Tracking)即通過匹配部分輸入圖像的灰度圖實現跟蹤。

基於特徵的跟蹤 Feature Based Tracking頗具代表性的工作是牛津大學工程系機器人研究所的PTAM, 參見Georg Klein 留在大學的主頁http://www.robots.ox.ac.uk/~gk/PTAM/ 可以下載學習源碼。

    基於模板的的跟蹤 Template Based Tracking頗具代表性的工作是洛桑聯邦理工大學計算機視覺實驗室的工作,見 Vincent Lepetit主頁的系列實時跟蹤的文章 http://cvlab.epfl.ch/~lepetit/ 另外也值得下載學習Vincent的合作者Stefan Hintersser 主頁 http://campar.in.tum.de/Main/StefanHinterstoisser 上的源碼,大部分是基於OpenCV的。

              AR技術可廣泛應用到軍事、醫療、建築、教育、工程、影視、娛樂等領域
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