虚拟现实VR

AR增强现实的技术原理

概述

增强现实(AR),增强现实技术也称为增强现实。 AR增强现实技术是促进现实世界信息与虚拟世界信息内容融合的较新的技术内容。 它结合了现实世界空间范围内难以体验的原始实体信息,基于计算机等科学技术进行模拟和处理,将虚拟信息内容叠加并有效应用于现实世界,并在过程中,它可以被人类的感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。 真实环境与虚拟物体重叠后,可以共存于同一画面和空间中。

增强现实技术不仅可以有效反映现实世界的内容,还可以促进虚拟信息内容的展示。 这些精致的内容相互补充、叠加。 在视觉增强现实中,用户需要使用头盔式显示器来使现实世界与计算机图形重叠。 重叠后,用户可以充分看到周围的现实世界。 增强现实技术主要包括多媒体、三维建模、场景融合等新技术新方法。 增强现实提供的信息内容与人类能够感知的信息内容有明显的区别。

关键部件

增强现实系统的功能主要包括四个关键部分。 其中,图像采集与处理模块是采集真实环境的视频,然后对图像进行预处理; 而配准跟踪定位系统就是跟踪真实场景中的目标,根据目标相机的位置变化,实时获取相机的位姿变化,从而为将虚拟物体叠加到图像中提供保证。真实场景按照正确的空间透视关系; 虚拟信息渲染系统基于了解虚拟物体在真实环境中的正确放置位置。 ,渲染虚拟信息; 虚实融合显示系统将渲染的虚拟信息叠加到真实环境上进行显示。

技术原理

AR的三大技术点是:三维配准(跟踪配准技术)、虚拟现实融合显示、人机交互。 过程是首先通过摄像头和传感器采集真实场景的数据,传输到处理器进行分析重建,然后通过AR耳机上的摄像头、陀螺仪、传感器等配件实时更新用户的信息或智能移动设备。 真实环境中的空间位置变化数据,从而获得虚拟场景与真实场景的相对位置,实现坐标系的对齐并进行虚拟场景与真实场景的融合计算,最终将合成图像呈现给用户。 用户可以通过AR耳机或智能移动设备上的交互配件,如麦克风、眼动仪、红外传感器、摄像头、传感器等采集控制信号,并进行相应的人机交互和信息更新,实现增强现实交互操作。 其中,三维配准是AR技术的核心,它利用真实场景中的二维或三维物体作为标记,将虚拟信息与真实场景信息进行匹配,即位置、大小、运动等。虚拟物体与现实环境的路径等必须完美匹配,达到虚拟与现实相得益彰的地步。

与AR的区别

区别一:定义

AR是Augmented Reality的缩写,中文名称为“增强现实”。 它是一种新型的人机交互技术。 通过AR技术,参与者可以与虚拟物体进行实时交互,从而获得美妙的视觉体验,并且可以突破空间、时间等客观限制,体验到现实世界中无法体验到的体验。

VR是一种虚拟现实技术,通过计算机技术生成模拟环境,使用户沉浸在所创建的三维动态真实场景中。 可以理解为对现实世界的模拟系统。 VR技术最早应用于军事领域,最常见的产品是头戴式显示器。

差异二:技术

AR技术:由于需要将现实与虚拟场景结合起来,摄像头是必需品。 只要是带有摄像头的电子产品,比如手机或者IPAD,都可以通过安装AR软件来实现AR技术。

VR技术:由于VR是纯虚拟场景,所以VR设备更多用于用户与虚拟场景的交互,更多的用途是位置追踪器、数据手套(5DT之类)、动作捕捉系统、数据头盔等。 VR设备往往是沉浸式的,典型的设备就是Oculus Rift。

应用于:

(1)AR利用摄像头产品让用户在现实世界中与游戏中的角色进行互动。 例如,热门的AR手游《精灵宝可梦》和《阴阳师》的“真人召唤”活动都是通过手机摄像头实现的。

(2)VR应用于大型活动、舞台剧场、音乐会演出等各种大型场景。 将虚拟物体与真实舞台完美叠加,通过大屏幕或投影仪为观众呈现梦幻与现实混合的三维视觉。 比如现在已经家喻户晓的初音未来、洛天依等虚拟歌手的演唱会就是通过AR技术实现的。

所以相比VR,AR是一项更可怕的技术。 VR 有点像白日梦或戴着眼镜做梦,但 AR 是真实的。 如果这样的技术在没有约束和限制的情况下发展起来,后果可能会非常严重。 随着VR和AR的发展,它们肯定会融合,比如现在的混合现实——MR。

各自的缺点:

AR技术:现阶段AR技术还处于起步阶段,在日常生活中的应用还存在很多局限性,还有很多未知领域等待探索。 同时,目前AR的应用还停留在优化消费体验方面,预计AR技术将尽快成为我们日常生活的一部分。

VR技术:VR头戴式显示设备不够轻,佩戴时间过长会产生明显的头晕感,不利于用户体验。而且头戴式显示设备的价格比较昂贵,无法实现被广泛使用