增强现实技术研究进展及其应用ppt课件

课题名称,单击此处 edit Master text styles,单击此处Second level,单击此处 Third level,单击此处 Fourth level,单击此处 Fifth level,123,越努力越幸运,*,课题名称,单击此处 edit Master text styles,单击此处Second level,单击此处 Third level,单击此处 Fourth level,单击此处 Fifth level,123,越努力越幸运,*,增强现实技术,研究进展及其应用,越努力越幸运,增强现实技术研究进展及其应用越努力越幸运,概念,增强现实,VS,虚拟现实,增强现实系统,AR,技术的发展与研究现状,AR,关键技术,应用实例,主要内容,越努力越幸运,概念主要内容越努力越幸运,增强现实（,Augmented Reality,，,AR,）是虚拟现实技术（,Virtual Reality,，,VR,）的一个重要分支，也是近年来的研究热点,将计算机生成的虚拟物体或其它信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”,综合了计算机图形、光电成像、融合显示、多传感器、图像处理、计算机视觉等多门学科,一、概念,越努力越幸运,增强现实（Augmented Reality，AR）是虚拟现,一、概念,越努力越幸运,一、概念越努力越幸运,VR,强调的是虚拟世界给人的沉浸感，强调人能以自然方式与虚拟世界中的对象进行交互操作,AR,则强调在真实场景中融入计算机生成的虚拟信息的能力，它并不隔断观察者与真实世界之间的联系。,AR,具有较低的硬件要求、更高的注册精度、更具真实感,二、增强现实,VS,虚拟现实,虚拟现实场景 增强现实场景,越努力越幸运,VR强调的是虚拟世界给人的沉浸感，强调人能以自然方式与虚拟世,虚实结合,实时交互,三维注册,三、增强现实系统,越努力越幸运,三、增强现实系统越努力越幸运,90,年代以前，,AR,的概念还比较模糊；,90,年代是,AR,技术迅速发展的,10,年。比较有名的研究机构有：,美国麻省理工大学的图像导航外科手术室,哥伦比亚大学的图形和用户交互实验室,日本的混合现实实验室,德国的,Arvika,组织,新加坡的混合现实实验室,此外，用于快速开发的开源软件工具,ARToolkit,也由华盛顿大学的图形实验室成功开发并维护至今,四、,AR,技术的发展与研究现状,越努力越幸运,90年代以前，AR的概念还比较模糊；90年代是AR技术迅速发,原有的研究领域拓展到多个新的领域，如城市规划、娱乐教育、工业仿真、文化遗产保护等,AR,系统由简单的桌面式扩展到户外可携带型、空间体验型,显示设备也从头盔显示器延伸到大型可触摸式、桌面投射式和便携式,四、,AR,技术的发展与研究现状,增强现实显示器仍相当笨重，但开发人员相信,他们可以开发出类似眼镜的显示器,越努力越幸运,原有的研究领域拓展到多个新的领域，如城市规划、娱乐教育、工业,我国在,AR,领域的研究起步较晚，研究机构主要集中在高校的科研单位,北京理工大学,北京航空航天大学,国防大学,浙江大学,上海大学,从国内发表的论文来看，主要集中在系统应用和配准技术上，研究的问题比较单一、涉及面比较窄,另外，从专利申请的情况看，全球共有,108,个，这之中我国仅有北京理工大学的一个,（,2008,年数据）,四、,AR,技术的发展与研究现状,越努力越幸运,我国在AR领域的研究起步较晚，研究机构主要集中在高校的科研单,目前国内,AR,的研究成果主要有：,北京理工大学自主研制了视频、光学穿透式两类头盔显示器,北京理工大学利用,AR,技术重建圆明园的实验也取得了重要进展,上海大学快速制造工程中心与浙江大学合作开发了,AR,场景光源的实时检测和真实感绘制框架,此外，在城市规划、地下管网、地理信息系统等领域也有相关的研究,四、,AR,技术的发展与研究现状,越努力越幸运,目前国内AR的研究成果主要有：四、AR技术的发展与研究现状越,四、,AR,技术的发展与研究现状,真实场景 增强现实场景,视频透视式头盔显示器,光学透视式头盔显示器,越努力越幸运,四、AR技术的发展与研究现状,五、,AR,关键技术,虚实物体配准,显示技术,真实感绘制技术,越努力越幸运,五、AR关键技术虚实物体配准显示技术真实感绘制技术越努力越幸,虚实物体配准,对真实场景图像和计算机生成的虚拟物体进行无缝合成是实现,AR,的首先目标,其实质是将两者“对齐”的过程，即：先根据真实物体确定虚拟物体与观察者之间的关系，然后通过正确的投影将虚拟物体投影至观察者的视域范围,要求正确（无延时）、快速（精确、无抖动）、鲁棒（不受光照、遮挡、物体运动的影响）,五、,AR,关键技术,越努力越幸运,虚实物体配准五、AR关键技术越努力越幸运,五、,AR,关键技术,越努力越幸运,五、AR关键技术越努力越幸运,显示技术,在观察者的眼睛和真实物体之间的光路上成像的技术,根据光路上成像位置的不同可以分为三类,五、,AR,关键技术,越努力越幸运,显示技术五、AR关键技术越努力越幸运,真实感绘制技术,其目标是将真实场景和计算机生成的虚拟物体无缝合成，并最终使观察者感觉不到真实物体和虚拟物体的区别,五、,AR,关键技术,越努力越幸运,真实感绘制技术五、AR关键技术越努力越幸运,六、应用实例,医疗,北卡罗莱纳大学的,AR,辅助,B,超检查和胸部活组织切片,伦敦,Guys,医院,MAGI,项目协,助医生从耳道中取出神经瘤,卡内基梅隆大学的“魔眼”工程,布朗大学的外科手术培训系统,越努力越幸运,六、应用实例医疗北卡罗莱纳大学的AR辅助B超检查和胸部活组,六、应用实例,教育,欧洲计算机工业研究中心的机械模型注解,越努力越幸运,六、应用实例教育欧洲计算机工业研究中心的机械模型注解越努力,六、应用实例,工业,SONY,公司,TransVision,增,强现实样机系统,参与者看到的图像,越努力越幸运,六、应用实例工业SONY公司TransVision增参与者,六、应用实例,商业,微软推增强现实技术,新应用,-,记事帖,日本新宿高岛屋百货公司内的数字化妆镜,越努力越幸运,六、应用实例商业微软推增强现实技术日本新宿高岛屋百货公司内,六、应用实例,市政,越努力越幸运,六、应用实例市政越努力越幸运,六、应用实例,文化,希腊、土耳其的历史,古迹数字重建,越努力越幸运,六、应用实例文化希腊、土耳其的历史越努力越幸运,六、应用实例,文化,“数字敦煌”工程,由中国科学院计算机研究所、武汉大学和浙江大学联手攻关,预计完成需要,10,年至,20,年的时间,包括虚拟现实、增强现实和交互现实,3,个部分,越努力越幸运,六、应用实例文化“数字敦煌”工程越努力越幸运,谢谢！,越努力越幸运,谢谢！越努力越幸运,