用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界感知的新技術(shù)。一般認(rèn)為，AR技術(shù)的出現(xiàn)源于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）的發(fā)展，但二者存在明顯的差別。傳統(tǒng)VR技術(shù)給予用戶一種在虛擬世界中完全沉浸的效果，是另外創(chuàng)造一個(gè)世界；而AR技術(shù)則把計(jì)算機(jī)帶入到用戶的真實(shí)世界中，通過聽、看、摸、聞虛擬信息，來(lái)增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知，實(shí)現(xiàn)了從“人去適應(yīng)機(jī)器”到技術(shù)“以人為本”的轉(zhuǎn)變。

AR技術(shù)原理

AR從其技術(shù)手段和表現(xiàn)形式上，可以明確分為大約兩類，一是Vision based AR，即基于計(jì)算機(jī)視覺的AR，二是LBS basedAR，即基于地理位置信息的AR。

Vision based?AR

基于計(jì)算機(jī)視覺的AR是利用計(jì)算機(jī)視覺方法建立現(xiàn)實(shí)世界與屏幕之間的映射關(guān)系，使我們想要繪制的圖形或是3D模型可以如同依附在現(xiàn)實(shí)物體上一般展現(xiàn)在屏幕上，如何做到這一點(diǎn)呢？本質(zhì)上來(lái)講就是要找到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的一個(gè)依附平面，然后再將這個(gè)3維場(chǎng)景下的平面映射到我們2維屏幕上，然后再在這個(gè)平面上繪制你想要展現(xiàn)的圖形，從技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段上可以分為2類：

1、?Marker-Based AR

這種實(shí)現(xiàn)方法需要一個(gè)事先制作好的Marker(例如:繪制著一定規(guī)格形狀的模板卡片或者二維碼），然后把Marker放到現(xiàn)實(shí)中的一個(gè)位置上，相當(dāng)于確定了一個(gè)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的平面，然后通過攝像頭對(duì)Marker進(jìn)行識(shí)別和姿態(tài)評(píng)估（Pose Estimation），并確定其位置，然后將該Marker中心為原點(diǎn)的坐標(biāo)系稱為Marker Coordinates即模板坐標(biāo)系，我們要做的事情實(shí)際上是要得到一個(gè)變換從而使模板坐標(biāo)系和屏幕坐標(biāo)系建立映射關(guān)系，這樣我們根據(jù)這個(gè)變換在屏幕上畫出的圖形就可以達(dá)到該圖形依附在Marker上的效果，理解其原理需要一點(diǎn)3D射影幾何的知識(shí)，從模板坐標(biāo)系變換到真實(shí)的屏幕坐標(biāo)系需要先旋轉(zhuǎn)平移到攝像機(jī)坐標(biāo)系（Camera Coordinates）然后再?gòu)臄z像機(jī)坐標(biāo)系映射到屏幕坐標(biāo)系。

在實(shí)際的編碼中，所有這些變換都是一個(gè)矩陣，在線性代數(shù)中矩陣代表一個(gè)變換，對(duì)坐標(biāo)進(jìn)行矩陣左乘便是一個(gè)線性變換（對(duì)于平移這種非線性變換，可以采用齊次坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行矩陣運(yùn)算）。公式如下：

矩陣C的學(xué)名叫攝像機(jī)內(nèi)參矩陣，矩陣Tm叫攝像機(jī)外參矩陣，其中內(nèi)參矩陣是需要事先進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定得到的，而外參矩陣是未知的，需要我們根據(jù)屏幕坐標(biāo)(xc?,yc)和事先定義好的Marker?坐標(biāo)系以及內(nèi)參矩陣來(lái)估計(jì)Tm，然后繪制圖形的時(shí)候根據(jù)Tm來(lái)繪制（初始估計(jì)的Tm不夠精確，還需要使用非線性最小二乘進(jìn)行迭代尋優(yōu)），比如使用OpenGL繪制的時(shí)候就要在GL_MODELVIEW的模式下加載Tm矩陣來(lái)進(jìn)行圖形顯示。

2、?Marker-Less AR

基本原理與Marker based AR相同，不過它可以用任何具有足夠特征點(diǎn)的物體(例如：書的封面)作為平面基準(zhǔn)，而不需要事先制作特殊的模板，擺脫了模板對(duì)AR應(yīng)用的束縛。它的原理是通過一系列算法(如：SURF，ORB，F(xiàn)ERN等)對(duì)模板物體提取特征點(diǎn)，并記錄或者學(xué)習(xí)這些特征點(diǎn)。當(dāng)攝像頭掃描周圍場(chǎng)景，會(huì)提取周圍場(chǎng)景的特征點(diǎn)并與記錄的模板物體的特征點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)，如果掃描到的特征點(diǎn)和模板特征點(diǎn)匹配數(shù)量超過閾值，則認(rèn)為掃描到該模板，然后根據(jù)對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)坐標(biāo)估計(jì)Tm矩陣，之后再根據(jù)Tm進(jìn)行圖形繪制(方法與Marker-Based AR類似)。

LBS-Based AR

其基本原理是通過GPS獲取用戶的地理位置，然后從某些數(shù)據(jù)源（比如wiki，google）等處獲取該位置附近物體(如周圍的餐館，銀行，學(xué)校等)的POI信息，再通過移動(dòng)設(shè)備的電子指南針和加速度傳感器獲取用戶手持設(shè)備的方向和傾斜角度，通過這些信息建立目標(biāo)物體在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的平面基準(zhǔn)(相當(dāng)于marker)，之后坐標(biāo)變換顯示等的原理與Marker-Based AR類似。

這種AR技術(shù)利用設(shè)備的GPS功能及傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，擺脫了應(yīng)用對(duì)Marker的依賴，用戶體驗(yàn)方面要比Marker-Based AR更好，而且由于不用實(shí)時(shí)識(shí)別Marker姿態(tài)和計(jì)算特征點(diǎn)，性能方面也好于Marker-Based AR和Marker-Less AR，因此對(duì)比Marker-Based AR和Marker-Less AR，LBS-Based AR可以更好的應(yīng)用到移動(dòng)設(shè)備上。

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)組成

Monitor-based系統(tǒng)

在基于計(jì)算機(jī)顯示器的AR實(shí)現(xiàn)方案中，攝像機(jī)攝取的真實(shí)世界圖像輸入到計(jì)算機(jī)中，與計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬景象合成，并輸出到屏幕顯示器，用戶從屏幕上看到最終的增強(qiáng)場(chǎng)景圖片。它雖然不能帶給用戶多少沉浸感，但卻是一套最簡(jiǎn)單使用的AR實(shí)現(xiàn)方案。由于這套方案的硬件要求很低，因此被實(shí)驗(yàn)室中的AR系統(tǒng)研究者們大量采用。

Video see-through系統(tǒng)

頭盔式顯示器（Head-mounted displays-HMD）被廣泛應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，用以增強(qiáng)用戶的視覺沉浸感。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究者們也采用了類似的顯示技術(shù)，這就是在AR中廣泛應(yīng)用的穿透式HMD。根據(jù)具體實(shí)現(xiàn)原理又劃分為兩大類，分別是基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD（video see-through HMD）和基于光學(xué)原理的穿透式HMD（optical see-through HMD）。

圖表　Video see-through增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

Optical see-through系統(tǒng)

在上述的兩套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案中，輸入計(jì)算機(jī)中的有兩個(gè)通道的信息，一個(gè)是計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬信息通道，一個(gè)是來(lái)自于攝像機(jī)的真實(shí)場(chǎng)景通道。而在optical see-through HMD實(shí)現(xiàn)方案中去處了后者，真實(shí)場(chǎng)景的圖像經(jīng)過一定的減光處理后，直接進(jìn)入人眼，虛擬通道的信息經(jīng)投影反射后再進(jìn)入人眼，兩者以光學(xué)的方法進(jìn)行合成。

三種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能比較

三種AR顯示技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略在性能上各有利弊。在基于monitor-based和video see-through顯示技術(shù)的AR實(shí)現(xiàn)中，都通過攝像機(jī)來(lái)獲取真實(shí)場(chǎng)景的圖像，在計(jì)算機(jī)中完成虛實(shí)圖像的結(jié)合并輸出。整個(gè)過程不可避免的存在一定的系統(tǒng)延遲，這是動(dòng)態(tài)AR應(yīng)用中虛實(shí)注冊(cè)錯(cuò)誤的一個(gè)主要產(chǎn)生原因。但這時(shí)由于用戶的視覺完全在計(jì)算機(jī)的控制之下，這種系統(tǒng)延遲可以通過計(jì)算機(jī)內(nèi)部虛實(shí)兩個(gè)通道的協(xié)調(diào)配合來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。而基于optical see-through顯示技術(shù)的AR實(shí)現(xiàn)中，真實(shí)場(chǎng)景的視頻圖像傳送是實(shí)時(shí)的，不受計(jì)算機(jī)控制，因此不可能用控制視頻顯示速率的辦法來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)延遲。

另外，在基于monitor-based和video See-through顯示技術(shù)的AR實(shí)現(xiàn)中，可以利用計(jì)算機(jī)分析輸入的視頻圖像，從真實(shí)場(chǎng)景的圖像信息中抽取跟蹤信息（基準(zhǔn)點(diǎn)或圖像特征），從而輔助動(dòng)態(tài)AR中虛實(shí)景象的注冊(cè)過程。而基于optical see-through顯示技術(shù)的AR實(shí)現(xiàn)中，可以用來(lái)輔助虛實(shí)注冊(cè)的信息只有頭盔上位置傳感器。

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)支撐

識(shí)別與跟蹤技術(shù)

在實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的過程中，需要對(duì)真實(shí)的場(chǎng)景和信息進(jìn)行分析，生成虛擬事物信息。這兩步看似簡(jiǎn)單，其實(shí)在實(shí)際進(jìn)行過程中，需要將攝像機(jī)獲得的真實(shí)場(chǎng)景的視頻流，轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像，然后通過圖像處理技術(shù)，辨識(shí)出預(yù)先設(shè)置的標(biāo)志物。

識(shí)別出標(biāo)志物之后，一標(biāo)志物作為參考，結(jié)合定位技術(shù)，由增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)程序確定需要添加的三維虛擬物體在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的位置和方向，并確定數(shù)字模板的方向。將標(biāo)志物中的標(biāo)識(shí)符號(hào)與預(yù)先設(shè)定的數(shù)字模板鏡像匹配，確定需要添加的三維虛擬物體的基本信息。生成虛擬物體，并用程序根據(jù)標(biāo)識(shí)物體位置，將虛擬物體放置在正確的位置上。這其中涉及到的識(shí)別跟蹤和定位問題，是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的最大的難題之一。

要實(shí)現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實(shí)事物的完美結(jié)合，必須確定虛擬物體在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中準(zhǔn)確的位置，準(zhǔn)確的方向，否則增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的效果就會(huì)大打折扣。而在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境的不完美性，或者稱為復(fù)雜性，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在這種環(huán)境下的效果遠(yuǎn)不如在實(shí)驗(yàn)室的理想環(huán)境中。由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的遮擋，未聚焦，光照不均勻，物體運(yùn)動(dòng)速度過快等問題，對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的跟蹤定位系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。

如果不考慮與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行交互的設(shè)備，其主要實(shí)現(xiàn)跟蹤定位的方法有如下兩種：

圖像檢測(cè)法

使用模式識(shí)別技術(shù)（包括模板匹配，邊緣檢測(cè)等方法），識(shí)別獲得的數(shù)字圖像中預(yù)先設(shè)置的標(biāo)志物，或是基準(zhǔn)點(diǎn)，輪廓，然后根據(jù)其偏移距離和偏轉(zhuǎn)角度計(jì)算轉(zhuǎn)化矩陣確定虛擬物體的位置和方向。

這種方法進(jìn)行跟蹤定位不需要其他的設(shè)備，而且精確度較高，因此是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中最常見的定位方法。在模板匹配時(shí)，系統(tǒng)會(huì)預(yù)先存儲(chǔ)好多種模板，來(lái)和圖像中檢測(cè)到的標(biāo)志物匹配來(lái)計(jì)算定位。簡(jiǎn)單的模板匹配可以提高圖像檢測(cè)的效率，因也為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)性提供了保障。通過計(jì)算圖像中標(biāo)志物的偏移和偏轉(zhuǎn)，也能夠做到三維虛擬物體的全方位觀察。模板匹配一般用于對(duì)應(yīng)特定圖片三維成像，設(shè)備通過掃描特定的圖片，將這些圖片中的特殊標(biāo)志位與預(yù)先存儲(chǔ)的模板匹配，即可呈現(xiàn)三維虛擬模型。比如汽車店的車模卡片，玩具公司的人物卡片，都可以用模板匹配來(lái)進(jìn)行增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。邊緣檢測(cè)可以檢測(cè)出人體的一些部位，同時(shí)也可以跟蹤這些部位的運(yùn)動(dòng)，將其與虛擬物體物體無(wú)縫融合。比如，真實(shí)的手提起虛擬的物體，攝像機(jī)可以通過跟蹤用戶手的輪廓，運(yùn)動(dòng)方式來(lái)調(diào)整虛擬物體的方位。因此，許多商場(chǎng)的虛擬商品實(shí)用，多會(huì)使用邊緣檢測(cè)。

雖然圖形檢測(cè)法簡(jiǎn)單高效，但也有其不足的地方。圖像檢測(cè)發(fā)多用于相對(duì)理想的環(huán)境以及近距離的環(huán)境，這樣獲得的視頻流和圖像信息會(huì)清晰，易于進(jìn)行定位計(jì)算。而如果在室外環(huán)境中，光線的明暗，物體的遮擋，以及聚焦問題，使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不能很好的識(shí)別出圖像中的標(biāo)志物，或是出現(xiàn)和標(biāo)志物相似的圖像，這樣都會(huì)影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的效果。而此時(shí)，就需要其他跟蹤定位方法的輔助。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)法

這種方法是基于詳細(xì)的GPS信息進(jìn)行跟蹤和確定用戶的地理位置信息。當(dāng)用戶在真是環(huán)境中行走時(shí)，可以利用這些定位信息和用戶攝像機(jī)的方向失誤，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)能將虛擬信息和虛擬物體精確的低價(jià)到環(huán)境景物以及周圍的人物之上。目前由于智能設(shè)備的普及，智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，而又由于智能手機(jī)具有支持基于GPS定位法的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的基本組件：攝像機(jī)，顯示屏，GPS功能，信息處理器，數(shù)字羅盤等，并把它們集成為一體，因此這種跟蹤定位法多用于這種智能移動(dòng)設(shè)備上。一種稱為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器的應(yīng)用程序，主要就是應(yīng)用這種方法。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器能夠在智能手機(jī)上運(yùn)行，它可以連接互聯(lián)網(wǎng)，搜索相關(guān)的信息，然后讓用戶在真實(shí)的環(huán)境看到相關(guān)的信息。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器能夠可以讓用戶了解到攝像機(jī)方向的幾乎所有事物的信息，比如找到一家距離很近但是被遮擋住的餐廳，或是獲取用戶對(duì)一家咖啡館的評(píng)價(jià)。

這種定位方式適合于室外的跟蹤定位，可以克服在室外環(huán)境中，光照，聚焦等不確定因素對(duì)圖像檢測(cè)法造成的影響。

其實(shí)在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用的環(huán)境中，往往不會(huì)用單一的定位方法來(lái)定向定位。比如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器也會(huì)運(yùn)用圖像檢測(cè)法來(lái)檢測(cè)一些特定的符號(hào)，例如QR碼。識(shí)別出QR碼在進(jìn)行模板匹配，即可為用戶提供信息。

現(xiàn)實(shí)技術(shù)

當(dāng)前的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)主要有如下三種顯示技術(shù)：1、移動(dòng)手持顯示。2、視頻空間顯示和空間增強(qiáng)顯示。3、可穿戴式顯示。

智能手機(jī)通過相應(yīng)的軟件實(shí)時(shí)取景并顯示疊加的數(shù)字圖像，這就是移動(dòng)手持式顯示器的一般工作情況。同時(shí)現(xiàn)在平板電腦不斷增加功能以及比智能手機(jī)更大的屏幕，也是的其日益流行。

手持增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)標(biāo)志物，通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在食品窗口或是顯示器上顯示虛擬疊加的圖像，就是視頻空間顯示方式。帶有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能的賀卡，既是用這種方式顯示的。用戶在收到賀卡后，登錄相應(yīng)的網(wǎng)站系統(tǒng)，用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)賀卡，用戶即可從顯示屏上得到賀卡內(nèi)所存儲(chǔ)的信息形成的虛擬物體和視頻。而空間增強(qiáng)顯示技術(shù)，則是利用把包括全息投影在內(nèi)的視頻投影技術(shù)，直接將虛擬數(shù)字信息顯示在真實(shí)的環(huán)境之中。這種技術(shù)的系統(tǒng)不同于一般的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，只適合于個(gè)人使用，而是能想增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與周圍環(huán)境相結(jié)合，不僅僅限于單個(gè)用戶。這種技術(shù)適用于大學(xué)或者圖書館，可以同時(shí)為一群人提供增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息。也可以將控制組件投影到相應(yīng)的實(shí)體模型上，方便工程師的交互操作。

可穿戴式顯示器是一種可以戴在用戶頭上的類似眼鏡的頭盔顯示器。我們熟知且期待的google glass正式這一類型的。可穿戴式顯示器一般有一道兩個(gè)內(nèi)嵌鏡頭和半透明鏡的小型顯示器，在飛行仿真，工程設(shè)計(jì)以及教育訓(xùn)練等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的運(yùn)用。頭戴式設(shè)備可以讓用戶更加自然地體驗(yàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，并且能夠?yàn)橛脩籼峁└蟮囊晥?chǎng)，給予用戶更強(qiáng)，更真實(shí)的“身在該處”的感覺。

交互技術(shù)

最基礎(chǔ)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互就是用戶查看虛擬數(shù)據(jù)。除此之外，還有以下一些交互技術(shù)

觸覺接口交互

通過數(shù)字信息提供身體觸感來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合。比如，可觸碰的虛擬光球，可以在虛擬的碗上繪畫的幻影筆。

協(xié)作式接口交互

使用多個(gè)顯示器來(lái)支持遠(yuǎn)程共享與交互或是同地協(xié)作活動(dòng)。這種交互能夠與多種應(yīng)用軟件集成，可用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的執(zhí)行診斷和外科手術(shù)，或是設(shè)備維修等。

混合接口交互

組合多種不同但是功能互補(bǔ)的接口，使得用戶能夠通過多種方式的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容進(jìn)行交互。這種交互使得增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互更加靈活，可以用于數(shù)字模型的測(cè)試。

多模態(tài)接口交互

通過語(yǔ)言和行為的自然存在的形式與真實(shí)物體進(jìn)行交互，比如，說(shuō)話，觸碰，自然手勢(shì)，凝視等。多模態(tài)交互能讓用戶靈活的組合多種模態(tài)，更方便用戶與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的交互。

AR技術(shù)常見的表現(xiàn)方式

基礎(chǔ)3D模型

3D模型(靜態(tài)或動(dòng)態(tài))是AR技術(shù)最基本的展現(xiàn)形式，比如動(dòng)漫人物、建筑、展品、家具等。目前，國(guó)內(nèi)AR行業(yè)正屬于前期發(fā)展階段，3D模型表現(xiàn)形式主要應(yīng)用于AR初級(jí)移動(dòng)app類產(chǎn)品。這種變現(xiàn)方式雖然是最基礎(chǔ)的，但也是目前應(yīng)用場(chǎng)景最廣、開發(fā)成本最低、市場(chǎng)普及最好的產(chǎn)品。

視頻

相對(duì)于簡(jiǎn)單的3D模型，酷炫的視頻展示無(wú)疑更能博人眼球，在商業(yè)運(yùn)營(yíng)中，這種展示方式帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更好。比如，本來(lái)是普通的產(chǎn)品安裝說(shuō)明、菜單講解、宣傳單介紹，一旦應(yīng)用AR技術(shù)，那么它就不再是一張平面的圖片，而表現(xiàn)出立體形象了，表述也變得準(zhǔn)確生動(dòng)起來(lái)，有一種魔幻的感覺。在類似的場(chǎng)景應(yīng)用中，AR技術(shù)都有巨大的市場(chǎng)空間可供挖掘拓展。在這里，需要提醒的是，利用AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻播放并不難，難的是制作一段適合AR情景播放的宣傳片，這就需要各位腦洞大開、細(xì)心雕琢了。

透明視頻

初次看到的時(shí)候，感覺它更像是使用了超高清的3D人物模型，但嚴(yán)格的說(shuō)，這是做了特殊處理的透明視頻展示的效果。這種視頻沒有3D模型的高額成本，但卻有逼真的演繹效果。如果在大型海報(bào)、宣傳冊(cè)、商場(chǎng)活動(dòng)等場(chǎng)景中，設(shè)計(jì)好了，可是會(huì)有超級(jí)贊的效果。

場(chǎng)景展現(xiàn)

它可不是簡(jiǎn)單的一個(gè)個(gè)3D模型加上去就算完事了，場(chǎng)景展現(xiàn)雖然類似基礎(chǔ)3D模型疊加，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)要比單一3D模型復(fù)雜的多，場(chǎng)景里包含的更多，應(yīng)用范圍也更加廣闊。比如娛樂、立體閱讀、游戲等應(yīng)用都會(huì)需要場(chǎng)景展現(xiàn)，當(dāng)然這類場(chǎng)景的建設(shè)需要內(nèi)容的支持。AR的場(chǎng)景展現(xiàn)不同于VR建造的全場(chǎng)景，AR場(chǎng)景展現(xiàn)是基于現(xiàn)實(shí)并與現(xiàn)實(shí)相互交錯(cuò)的，這也正是AR技術(shù)的迷人之處。

AR游戲

AR技術(shù)在游戲方式方面也帶來(lái)了巨大的革新。目前像《Pokemon Go》、《小龍斯派羅》、《幻實(shí)新英雄卡》等，都是非常不錯(cuò)的AR游戲。想象一下，往后的游戲不再需要復(fù)雜的場(chǎng)景建模，而是在真實(shí)的世界里游戲，同時(shí)在真實(shí)的世界里又能出現(xiàn)許多虛擬疊加進(jìn)去的事物，這是一種多么棒的體驗(yàn)!游戲也能擺脫場(chǎng)地與空間的束縛，可以隨時(shí)隨地開始。

VR結(jié)合

AR與VR技術(shù)共同豐富著我們的現(xiàn)實(shí)世界，AR技術(shù)旨在增強(qiáng)我們所處世界的內(nèi)容，而VR技術(shù)則是將我們的注意力從現(xiàn)實(shí)中轉(zhuǎn)移到一個(gè)虛擬的空間。AR和VR要是相結(jié)合起來(lái)，相信會(huì)有更好的體驗(yàn)，比如有了VR設(shè)備+AR顯示，你也不在需要導(dǎo)游或者講解員了，借助VR，讓AR所反饋出來(lái)的增強(qiáng)信息會(huì)實(shí)時(shí)地出現(xiàn)在你所聚焦的物體旁邊，告訴你這是什么，甚至還會(huì)告訴你關(guān)于它的詳細(xì)信息。未來(lái)像這樣的結(jié)合還可以體現(xiàn)在導(dǎo)航、醫(yī)療等領(lǐng)域。

大屏互動(dòng)

大屏互動(dòng)作為AR技術(shù)展現(xiàn)的延伸，其表現(xiàn)效果也是很讓人驚喜的，主要應(yīng)用于商場(chǎng)、博物館、體驗(yàn)館、大型活動(dòng)(演唱會(huì))等。大屏互動(dòng)，簡(jiǎn)單來(lái)講就是AR技術(shù)加投影，營(yíng)造更為真實(shí)、震感的場(chǎng)景和氛圍。

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域

現(xiàn)如今，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的用途已是十分廣泛，接下來(lái)我們隊(duì)其中一些代表性的領(lǐng)域做一些介紹。

體育娛樂與游戲

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，對(duì)于娛樂業(yè)有著極大影響。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生的三維虛擬事物，能夠增強(qiáng)我們的娛樂感觸，將各種娛樂，變成當(dāng)今最前沿的科技體驗(yàn)。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)目前常用于體育賽事的電視轉(zhuǎn)播中。比如在美國(guó)橄欖球比賽的電視轉(zhuǎn)播中，可以獲取比賽場(chǎng)上的真實(shí)的場(chǎng)地和運(yùn)動(dòng)員，添加虛擬黃線表示第一次進(jìn)攻線，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)將虛擬的黃線融入真實(shí)的場(chǎng)景。而在游泳比賽的電視轉(zhuǎn)播中，水道之間常常被加上一些虛擬的線條，用于顯示當(dāng)前比賽中運(yùn)動(dòng)員的位置；而比賽結(jié)束時(shí)的標(biāo)示也可以清楚的顯示運(yùn)動(dòng)員的名次和成績(jī)。這些增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)播中的運(yùn)用，給能觀眾更清晰的視角，更全面立體的分析，更優(yōu)質(zhì)的賽事體驗(yàn)。

游戲產(chǎn)業(yè)是一個(gè)全球性的大行業(yè)，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)的反正，也一定會(huì)被游戲產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。索尼公司新推出的游戲平臺(tái)PS Vita就是其中之一。這款移動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)具有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能，無(wú)論玩家身處何地，他們都能使用當(dāng)前環(huán)境開始游戲，并獲得更具有沉浸感的游戲體驗(yàn)。而微軟公司的Kinect可以根據(jù)使用者信息添加虛擬物體，達(dá)到例如模擬面具，大頭娃娃等效果。

此外，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)對(duì)于三維會(huì)議，社交網(wǎng)絡(luò)，電影電視，旅游等方面的影響也在逐步的增強(qiáng)，交互式電視，交互式電影，實(shí)時(shí)翻譯，方向提示等技術(shù)的運(yùn)用也極大的豐富了人們的生活。

教育

近年來(lái)年教育事業(yè)的支出不斷的升高，教育事業(yè)也不斷的受到社會(huì)的注視。然而由于一些條件的限制，有些位置由于受阻無(wú)法通過其他方式接近的區(qū)域，比如正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)，而通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，可以讓我們更清楚的了解這些區(qū)域的內(nèi)部情況。同時(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)也可以在很多方面為學(xué)習(xí)增加一個(gè)新的維度，比如通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)識(shí)別環(huán)境的物體并嘗試用正在學(xué)習(xí)的語(yǔ)言描述他們，來(lái)練習(xí)外語(yǔ)。可見，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在影響和改善教育方面的潛力是巨大的。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過三維圖形或動(dòng)畫，音頻或視覺信息等方式來(lái)增強(qiáng)特定內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)圖書，能夠給平面的紙質(zhì)書籍，甚至嗲你在書籍注入新的活力。也可以創(chuàng)建一個(gè)具有沉浸性，游戲性的學(xué)環(huán)境，讓多人實(shí)現(xiàn)協(xié)作式學(xué)習(xí)。

修理和維護(hù)

由哥倫比亞大學(xué)的Steve Henderson和Steven Feiner程序的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)維護(hù)修理（簡(jiǎn)稱ARMAR）程序是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在這一領(lǐng)域的著名應(yīng)用案例。ARMAR科技吧計(jì)算機(jī)圖案定位在需要維護(hù)的真是設(shè)備上，從而提高機(jī)械維護(hù)工作的效率，安全性和準(zhǔn)確性。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)輔助維修技術(shù)，能夠使工程師盡快的確定故障位置，并開始修理工作，極大的減少工作消耗的時(shí)間。

此外，數(shù)字化的用戶指南手冊(cè)，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將手冊(cè)的文本和圖片疊加顯示在真是的設(shè)備上，并提供分布指令，會(huì)是個(gè)指南手冊(cè)共容易理解。

醫(yī)學(xué)

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用是最振奮人心的。盡管醫(yī)生和外科專家能熟練的運(yùn)用現(xiàn)代醫(yī)學(xué)設(shè)備，但他們只能用裸眼檢查病人，雖然核磁共振或是X射線得出身體內(nèi)部的影像，但這畢竟不是人能直接看到的。而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，能為醫(yī)生提供類似X射線透視視覺的病人體內(nèi)的影像，并且是彩色全譜圖，不只是黑白二值得圖像。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能使醫(yī)生看到有效的逐層的餐刀病人內(nèi)部的情況，掌握手術(shù)精確的位置，避開其他的重要位置，方便醫(yī)生手術(shù)的進(jìn)行。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也能用于治療某些恐懼癥，以及改善人類的總體健康，比如控制飲食。

商業(yè)貿(mào)易

人絕大多數(shù)活動(dòng)的基礎(chǔ)是商業(yè)與貿(mào)易，而增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)也被強(qiáng)有力的運(yùn)用到業(yè)務(wù)的創(chuàng)建和維護(hù)，以及維持或增加市場(chǎng)份額等方面。

二維碼目前已經(jīng)在廣告領(lǐng)域廣泛的運(yùn)用了，而將二維碼與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，可以使用二維碼作為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的標(biāo)志物，可以完美的避免注冊(cè)的問題。對(duì)美每一個(gè)請(qǐng)張先生系統(tǒng)，注冊(cè)信息往往是不同的，而二維碼的使用，可以讓增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)從不通用的，封閉的系統(tǒng)變?yōu)橥ㄓ玫模_放的系統(tǒng)。因此這兩者的結(jié)合，會(huì)使得新興廣告超越原本的廣告。

在廣告牌，海報(bào)，以及一些汽車廣告，都已經(jīng)使用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，方便用戶連接相應(yīng)的信息以及方便訂購(gòu)。而在百貨公司中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以讓購(gòu)物者不用拿起實(shí)體，便可以體驗(yàn)，嘗試各種商品。

編輯：黃飛

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