基于ARToolKit的地下管网增强现实系统研究

增强现实是把计算机生成的虚拟图像或其它信息叠加到用户所看到的真实世界中的一种技术,是虚拟现实领域的一个难点热点。ARToolKit为增强现实技术的应用提供了一种方便快捷的开发工具,但其不足之处在于它是基于计算机视觉的注册方式,不适合户外增强现实系统的开发,需要做进一步的改进。论文利用ARToolKit在室内实现了管网三维可视化的增强显示,取得了满意的效果;根据户外的实际,提出了以全球定位系统载波相位差分(GPSRTK)和惯性导航系统(INS)相结合进行精确定位、以电子罗盘和倾角计相结合测定视线方向的混合注册方法;对利用ARToolKit建立户外地下管网增强现实系统的框架及功能作了进一步的探讨。     

增强现实中虚拟物体制作的研究

增强现实是把计算机产生的虚拟物体合成到用户看到的真实世界中的一种技术。介绍了增强现实中虚拟物体所涉及的一些关键技术,包括虚拟物体的建模、摄像头标定、骨骼动画以及虚拟场景的优化,说明了如何将这些技术应用到实际系统中。     

一种新型的交互式增强现实系统

增强现实是随着虚拟现实技术的发展而衍生小来的。它抒计算机产生的虚拟物体合成到真实环境当中。本文采用ARToolKit系统作为开发环境,Open Dynamic Engille（ODE）为动力学引擎以及利用Open Scene Graph（OSG）图形引擎开发包,将增强现实技术与碰撞检测技术相结合实现了一种新型的交互式增强现实系统。     

增强现实及其军事应用研究

增强现实是把计算机生成的虚拟物体或其它信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术,也是人机界面技术发展的一个重要方向。增强现实是近年来的一个研究热点,在很多领域有着广泛的应用前景。介绍了增强现实的关键技术,包括显示技术、跟踪与定位技术和交互技术等,探讨了人的因素对增强现实系统的影响,最后对增强现实的军事应用做了深入的研究。     

基于增强现实技术的景观规划系统

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术，利用增强现实技术，设计人员能够有效地进行建筑布局的规划和设计，本文介绍了一个典型的增强现实系统-景观规划系统的实现，针对合成虚拟景物和真实场景过程中需要解决的几何一致性和光照一致性问题，采用了局部三维重建和交互的相机定标技术来实现几何一致性；对于光照一致性，则采用了光照交互指定和自动恢复相结合的方法，同时还考虑了虚拟物体投射的阴影，针对不同场景的实际应用，依据系统生成的结果合成图象，设计人员能够比较有效地完成对景观规划结果的直观评估。     

增强现实及其军事应用研究

增强现实是把计算机生成的虚拟物体或其它信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术，也是人机界面技术发展的一个重要方向。增强现实是近年来的一个研究热点，在很多领域有着广泛的应用前景。介绍了增强现实的关键技术，包括显示技术、跟踪与定位技术和交互技术等，探讨了人的因素对增强现实系统的影响，最后对增强现实的军事应用做了深入的研究。     

移动增强现实关键技术及研究进展

移动增强现实的概念和现实意义增强现实是随着计算机图形技术、可视化技术以及光电成像技术等一系列技术的发展在近年出现的,虚拟现实营造一个和用户周围环境完全不同的由计算机生成的虚拟场景,而增强现实则是把计算机生成的虚拟物体或文字信息叠加到真实的环境中,增强现实在虚拟环境和真实环境之间搭起了一个桥梁。     

基于增强现实的虚拟实景空间漫游机制研究与实现

增强现实技术可以把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实场景中.将增强现实技术与基于图像的绘制技术有机的结合起来,介绍了虚拟实景空间的构造,探讨了虚拟物体与实景空间的合成方法,给出了一种在虚拟实景空间中漫游的机制及其实现方法,综合考虑了机制的复杂度和漫游的自由度,在两者之间取得了平衡,该方法具有较好的实用性.     

基于增强现实技术中虚拟物体投影的应用研究

增强现实技术是近年来的一个研究热点。增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术。它是对真实世界的补充,而不是完全替代真实世界。显示技术和跟踪注册技术是增强现实系统关键技术,也是研究的重点。本文简要介绍了显示技术以及跟踪注册技术。     

基于增强现实的虚拟实景空间的研究与实现

增强现实可以把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户看到的真实场景中．本文将增强现实技术与基于图像的绘制技术有机的结合起来，研究并实现了一个基于增强现实技术的虚拟实景空间系统．首先介绍了虚拟实景空间的构造，然后着重探讨了虚拟物体与实景空间的合成方法，主要解决合成中的几何一致性和光照一致性问题。     

A geospatial technique for detecting distance and Reflection Angle between real and virtual objects

This paper presents a geospatial collision detection technique consisting of two methods: Find Object Distance (FOD) and Find Reflection Angle (FRA). We show how the geospatial collision detection technique using a computer vision system detects a computer generated virtual object and a real object manipulated by a human user and how the virtual object can be reflected on a real floor after being detected by a real object. In the geospatial collision detection technique, the FOD method detects the real and virtual objects, and the FRA method predicts the next moving directions of virtual objects. We demonstrate the two methods by implementing a floor based Augmented Reality (AR) game, Ting Ting, which is played by bouncing fire-shaped virtual objects projected on a floor using bamboo-shaped real objects. The results reveal that the FOD and the FRA methods of the geospatial collision detection technique enable the smooth interaction between a real object manipulated by a human user and a virtual object controlled by a computer. The proposed technique is expected to be used in various AR applications as a low cost interactive collision detection engine such as in educational materials, interactive contents including games, and entertainment equipments. Keywords: Augmented reality, collision detection, computer vision, game, human computer interaction, image processing, interfaces.     

Calibration-free augmented reality in perspective

This paper deals with video-based augmented reality and proposes an algorithm for augmenting a real video sequence with views of graphics objects without metric calibration of the video camera by representing the motion of the video camera in projective space. A virtual camera, by which views of graphics objects are generated, is attached to a real camera by specifying image locations of the world coordinate system of the virtual world. The virtual camera is decomposed into calibration and motion components in order to make full use of graphics tools. The projective motion of the real camera recovered from image matches has the function of transferring the virtual camera and makes the virtual camera move according to the motion of the real camera. The virtual camera also follows the change of the internal parameters of the real camera. This paper shows the theoretical and experimental results of our application of nonmetric vision to augmented reality     

增强现实技术综述

增强现实技术是将计算机渲染生成的虚拟场景与真实世界中的场景无缝融合起来的一种技术,它通过视频显示设备将虚实融合的场景呈现给用户,使人们与计算机之间的交互更加的自然,同时具有广泛的应用前景,因此成为近年来的一个研究热点。随着跟踪注册技术的进步、计算机性能的飞速发展、深度摄像机的普及,以及Light Field投影技术在增强现实中的应用,增强现实技术逐渐成为下一代人机交互的发展方向。该文章首先概述了增强现实的主要研究内容和发展情况,并详细介绍了增强现实的关键技术、开发工具,然后分类概述了增强现实应用案例。     

基于标识与自然纹理特征的三维注册方法研究

三维注册方法是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的三维注册方法普遍采用已知标识完成任务；但存在明显的局限性，它必须保证真实场景中标识的可见性。提出了一种基于ARToolKit中规则标识与自然纹理特征的三维注册方法。该方法只在离线图像处理阶段使用一次已知标识就可以完成三维注册，并不需要保证实时注册阶段标识可见，即便纹理部分被遮挡仍能正确注册。这种新方法能够大大提高增强现实系统的适用性。     

基于标识与自然纹理特征的三维注册方法研究

三维注册方法是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的三维注册方法普遍采用已知标识完成任务,但存在明显的局限性,它必须保证真实场景中标识的可见性。提出了一种基于ARToolKit中规则标识与自然纹理特征的三维注册方法。该方法只在离线图像处理阶段使用一次已知标识就可以完成三维注册,并不需要保证实时注册阶段标识可见,即便纹理部分被遮挡仍能正确注册。这种新方法能够大大提高增强现实系统的适用性。     

A generalized registration method for augmented reality systems

In augmented reality systems, registration is one of the most difficult problems currently limiting their applications. In this paper, we propose a generalized registration method using projective reconstruction technique in computer vision. This registration method is composed of embedding and tracking. Embedding involves specifying four points to build the world coordinate system on which a virtual object will be superimposed. In this stage, any arbitrary two unrelated images or any 3×4 projective matrices with rank 3 can be used to calculate the 3D pseudo-projective coordinates of the four specified points. In the tracking process, these 3D pseudo-projective coordinates are used to track the four specified points to compute the registration matrix for augmentation. The proposed method is simple, as only four points need to be specified at the embedding stage, and the virtual object can then be easily augmented onto a real scene from a video sequence. One advantage is that the virtual objects can still be superimposed on the specified regions even when the regions are occluded in the video sequence. Another advantage of the proposed method is that the registration errors can be adjusted in real-time to ensure that they are less than certain thresholds that have been specified at the initial embedding stage. Several experiments have been conducted to validate the performance of the proposed generalized method.     

交互式虚拟内窥镜系统

计算机图形图象技术与虚拟现实技术应用于医学内窥镜系统,产生了虚拟内窥镜技术,为了将虚拟现实技术应用在医学图象处理方面,以方便医生进行虚拟手术与无创诊断,在综合利用各种计算机图形,图象技术的基础上,提出了完整的交互式虚拟内窥镜系统的框架,同时对系统结构和各种模型进行了分析和讨论,还针对系统的实时性和绘制结果的逼真性要求,提出了基于Object Cache和扩展的区域增长方法,并将其应用到医学图象处理当中,得到了较好的效果,该系统较好地解决了虚拟现实与可视化实时性和绘制精度两方面的要求,从而为医学图象可视化提供了有力的工具。