实景空间中虚拟对象嵌入技术研究

实景空间是以实景图像为素材构造出的具有三维操纵能力的虚拟空间,增强现实技术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。该文主要讨论如何在实景空间中嵌入计算机生成的虚拟对象。首先介绍了实景空间的概念和模型,然后着重探讨了虚拟对象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。     

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。     

基于3DAR在手机家具秀软件的开发

增强现实(Augmented Reality)是一种将现实生活中的场景和计算机虚构出来的虚拟物体实时地融合在一起的技术。介绍开发一款基于AR技术的手机家具秀软件,主要的功能是可随时随地展示虚拟3D家具模型和实景叠加的效果,让人们体验到虚拟与现实结合的视觉体验。     

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。     

用于增强现实的光照估计研究综述

增强现实技术将计算机生成的虚拟物体实时叠加到用户周围的真实场景中,虚拟物体与真实环境拥有一致的光照效果是该技术的难点之一.光照一致性研究包括光照估计、材质表面反射属性估计以及真实感渲染等内容,其中光照估计是光照一致性的先决条件,结合材质表面反射属性可以保证虚实物体一致的光照渲染效果.文中概述了增强现实中光照一致性研究的最新进展,通过分析现有技术的优缺点阐述了当前光照估计研究所面临的主要挑战,同时展望了该领域未来的发展方向.     

增强现实中三维跟踪注册技术概述

三维跟踪注册技术是增强现实领域中的重要关键技术，通过对现实场景中的图像或物体进行跟踪与定位，将虚拟物体按照正确的空间透视关系叠加到真实场景当中。综述了增强现实中的三维跟踪注册技术（基于计算机视觉的跟踪注册技术、基于硬件传感器的跟踪注册技术以及混合跟踪注册技术），详细阐述了不同跟踪注册技术的优势与不足，并介绍了不同跟踪注册技术的当前应用现状，随后探讨了跟踪注册技术的发展趋势与存在的难题，对三维跟踪注册技术的进一步研究进行了展望。     

增强现实技术在虚拟演播室系统中的应用

虚拟演播室是虚拟现实技术和视频合成技术相结合的产物,其场景是计算机生成的三维场景,由于人们对虚拟场景和复杂度的无限要求,使得场景的实时显示十分困难,使用基于图像的绘制技术构造虚拟空间能够较好地解决这个问题。在虚拟演播室中,演员需要与三维运动虚拟物体进行交互,运用增强现实技术,可以将三维虚拟物体与基于图象绘制的虚拟场景融合在一起。     

虚拟实景对象建模与表现

虚拟对象是指物体的数字化外观仿真模型,与基于图形的虚拟对象相比,基于图像的虚拟对象具有绘制速度与物体复杂度无关、实时性强、可轻易达到相片级的视觉表现效果以及建模简单等特点,在许多领域都具有广泛的应用前景.传统的基于图像的虚拟对象建模需已知相机参数或图像深度信息,建模繁琐复杂.针对该问题,提出一种可实用的基于图像的虚拟对象简化模型--虚拟实景对象,对该模型建模只需围绕待建模物体周围采集一圈实景图像,无需已知相机参数或图像深度信息,表现时则采用视图合成方法来合成未采集图像视点的虚拟视图,从而实现对物体的连续自由观察.实验结果表明,该方法不仅建模过程简单,而且可以实现对虚拟对象的360度连续自由操纵.     

基于环境映照自动对齐的高质量虚实融合技术

要实现高品质的增强现实效果需要解决虚拟物体与现实场景的光照一致性问题.虽然采用HDR技术能获取场景的环境映照,但需要解决所获取的光照环境信息与真实场景的对齐问题.为此提出一种基于特征自动匹配的环境映照对齐方法.首先采用Affine-SIFT算法和随机抽样一致性算法对环境映照和拍摄场景进行特征匹配并优化匹配结果,然后利用基于运动推断结构的摄像机定标算法求得匹配对的三维位置,从而计算出环境映照与真实场景的对应关系,实现了二者的自动对齐.基于该技术搭建的高真实感实时虚实融合系统采用基于关键帧的相机跟踪技术,可以实时地将虚拟物体注册到拍摄的视频场景里,并允许对其进行实时的交互编辑.在渲染时有效地利用了自动对齐后的光照环境信息,采用重要性采样算法和阴影映射技术实现了实时的高质量渲染.实验结果表明,所搭建的增强现实系统很好地解决了实时虚实融合中的几何一致性和光照一致性问题.     

HVS:构造一个虚拟实景空间

虚拟实景空间是指以实景图像或视频为素材构造出的虚拟空间.与传统的以三维造 型为素材,由计算机实时绘制出的虚拟空间相比,虚拟实景空间不需要复杂的三维造型,对计 算机计算能力要求低.虚拟实景空间支持用户在其中前进、后退、仰视、俯视、360度环视等操 作.总结了虚拟实景空间构造系统HVS的空间模型与部分关键技术.     

A Comprehensive Review of Redirected Walking Techniques: Taxonomy,Methods, and Future Directions

Virtual reality (VR) allows users to explore and experience a computer-simulated virtual environment so that VR users can be immersed in a totally artificial virtual world and interact with arbitrary virtual objects. However, the limited physical tracking space usually restricts the exploration of large virtual spaces, and VR users have to use special locomotion techniques to move from one location to another. Among these techniques, redirected walking (RDW) is one of the most natural locomotion techniques to solve the problem based on near-natural walking experiences. The core idea of the RDW technique is to imperceptibly guide users on virtual paths, which might vary from the paths they physically walk in the real world. In a similar way, some RDW algorithms imperceptibly change the structure and layout of the virtual environment such that the virtual environment fits into the tracking space. In this survey, we first present a taxonomy of existing RDW work. Based on this taxonomy, we compare and analyze both contributions and shortcomings of the existing methods in detail, and find view manipulation methods offer satisfactory visual effect but the experience can be interrupted when users reach the physical boundaries, while virtual environment manipulation methods can provide users with consistent movement but have limited application scenarios. Finally, we discuss possible future research directions, indicating combining artificial intelligence with this area will be effective and intriguing.     

基于WWW的虚拟实景空间组织策略研究

虚拟实景空间是以实景图象为素材构造出的虚拟空间，它由多视点空间按一定的组织策略构成，视点空间是某一视点处，用户所观察到的全局场景，介绍了虚拟实景空间的概念和模型。着重控制多视点空间构造虚拟实景空间的方法，并给出一种基于WWW具体实现。     

网上博览会虚拟要素实时生成技术

在互联网上建立虚拟展馆,能够突破时间和空间的限制,满足世界各地更多的参观人群对参观展会的需求.针对虚拟展馆和现实展馆息息相关的问题,提出了"虚实融合"、"场网联动"的网上博览会设计与构建方法.重点研究了与现实相关联的虚拟展馆中关键要素包括人物和虚拟场景的实时生成技术,符合X3D标准,数据量小,易于网上发布,有效增强了网上博览会的生动性,同时将为现场参观人群提供有效的导览和服务信息.     

Occlusion in collaborative augmented environments

Augmented environments superimpose computer enhancements on the real world. Such augmented environments are well suited for collaboration of multiple users. To improve the quality and consistency of the augmentation the occlusion of real objects by computer-generated objects and vice versa has to be implemented. We present methods how this can be done for a tracked user's body and other real objects and how irritating artifacts due to misalignments can be reduced. Our method is based on simulating the occlusion of virtual objects by a representation of the user modeled as kinematic chains of articulated solids. Smoothing the border between virtual world and occluding real reduces registration and modeling errors of this model. Finally, an implementation in our augmented environment and the resulting improvements are presented.     

基于VRML的虚拟卧室模型

虚拟现实(VR:Virtual Reality)是集计算机技术、传感与测量技术、仿真技术、微电子技术等为一体的综合集成技术,其目标为通过人工合成的经历来表示信息,让人在网络中感受到从现实生活中感受到的一切.VRML虚拟现实建模语言(Virtual Reality Modeling Language)被称为"第二代Web",它是描述虚拟现实场景的一种标准,利用它可以在Internet建立交互式的三维多媒体的虚拟世界.在VRML的基础上,实现了一个卧室的虚拟现实模型,其中包括多个物体在虚拟现实中的设计;在传统虚拟建模方法的基础上,尤其注重纹理和材质相关技术的应用,以改善虚拟物体的真实感,取得了令人满意的效果.     

虚拟空间会议系统的视觉空间合成

虚拟空间会议系统是在视频会议的基础上发展起来的,与会者以替身的形式出现在计算机生成的虚拟空间中,通过替身在虚拟空间中定位、观察、操纵虚拟空间的物体、与其他用户进行“面对面”交流,与会者共享“同一个空间”,达到协同工作的目的。本文介绍VST的概念,视觉空间的合成方法以及我们研制的VST系统VST－1。