增强现实中的光照一致性研究

增强现实中的光照一致性是确保虚拟物体和真实场景很好融合的关键,它能使计算机模拟出的虚拟物体与真实场景相融合后显得更加真实。因此需要根据真实场景中光照分布情况,对虚拟物体做阴影处理,从而消除虚拟物体的飘浮感。针对动态场景中的高实时性要求,对现有的光照估计算法进行改进,并应用聚类算法对光源进行筛选,较好地解决了动态环境下虚实场景的光照一致性问题。实验结果表明,采用所提出的改进算法,能够得到逼真的阴影视觉效果,同时系统具有良好的实时性。     

增强现实系统光照模型建立研究

增强现实系统真实环境整体光照模型的建立，是增强现实技术研究的重要部分。提出了一种新的方法，根据注册图像中标志物的明暗状况。利用计算机图形学的光照明模型计算方法进行逆推，可以较为方便地建立增强现实系统光照模型。算法简单易行，并且适应性较强。     

基于移动增强现实的实时软阴影绘制算法

由于移动设备的计算能力和存储空间有限,基于移动终端的光照估计和实时软阴影绘制技术和研究很少,提出一种适用于移动增强现实的实时软阴影绘制算法。根据移动终端光线传感器的数值来计算光源的方向,得到模拟的点光源,在该点光源附近均匀采样得到多个虚拟光源,叠加每个虚拟光源产生的阴影效果,实时绘制出软阴影。实验结果表明,在保证移动终端良好的虚实融合效果的情况下,采用该算法具有良好的实时性,为移动终端软阴影的绘制提供了有效的解决方法。     

增强现实光照方向估计方法评述与展望

光照一致性是增强现实中实现虚实融合的重要方面,实时地估计出户外场景中的光照方向,对实现户外场景光照一致性和增强真实感具有重要意义.针对光照方向估计问题,首先归纳了户外场景光照方向估计的特点,把现有的光照方向估计方法分为借助光测球等特殊标定物的估算方法、立体视觉法和人工智能法3类方法.然后总结了各类方法的基本原理和有代表性的研究工作,并且比较了各类方法的优缺点和适用范围.最后,根据实际应用中存在的问题和挑战,展望了户外增强现实系统光照方向估计的研究方向.     

基于高动态范围图像中光晕分析的光照方向测算算法

针对增强现实(AR)系统中复杂场景的光照一致性问题,运用高动态范围(HDR)图像处理技术对标识物图像进行分析,提出一种基于HDR图像中光晕分析的光照方向测算算法。为了提高虚拟物体的沉浸感和真实性,在研究和分析现有的光照恢复算法的基础上,利用二次曲线对的投影不变性原理进行相机标定;为了获得更加详尽的光照信息,使用HDR技术对标识物图像进行处理,提高了测算精确度;参照Lambert光照模型对图像中的光照信息进行分析,将拍摄角度进行分类,实现了对传统测算光源方向算法的改进,可测算出位于摄影球反射范围外的部分光源的方向,扩大了测算范围。设计了针对单一点光源的视角1和视角2测算验证实验,并进行了分析。实验验证表明,所提方法简单易行,具有较强的鲁棒性,能够实现在标识物部分遮挡的情况下,测算出位于摄影球反射范围外部分光源的方向。     

基于能量优化的在线室外光照估计算法

为了保证增强现实中的光照一致性,提出一种基于能量优化的室外场景的实时光照估计算法.首先将室外场景图像表示成太阳光基图像和天空光基图像的线性组合;在此基础上,利用太阳光基图像的特点,将太阳光和天空光入射光强的求解归结为一个可实时求解的能量最小化问题.与现有算法相比,文中算法不需要离线学习,因而更适合于增强现实.     

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Android平台的增强现实算法

为了获得更加理想的增强现实效果,提出一种基于利用 Android 平台的增强现实算法。首先采用 FAST算法确定两幅图像中的特征角点,并采用SURF生成特征点描述符,然后采用快速近似邻近点搜索进行图像匹配,最后在Android平台上实现算法,并采用仿真实验测试算法的性能。仿真结果表明,本文算法结合Android的优点,可以较好的满足增强现实的实时性的要求,而且具有较好的鲁棒性,克服了传统增强现实技术的局限性。     

基于视觉的增强现实运动跟踪算法

增强现实系统不仅具有虚拟现实的特点同时具有虚实结合的新特性，为实现虚拟物体与真实物体间的完善结合，必须实时地动态跟踪摄像与真实物体间的相对位置和方向，建立观测模,墼是而通过动态三维显示技术迅速地将虚拟物体添加到真实物体之上，然而目前大多数增强现实系统的注册对象均匀静物体，运动物体的注册跟踪尚很少有人涉足。该算法通过标志点的光流场估计真实环境中运动物体的运动参数，根据透视投影原理和刚体的运动特性确定摄像机与运动物体间的相对位置和方向，实现增强现实系统的运动目标跟踪注册。该算法构架简单、实时性强，易于实现，扩展了增强现实系统的应用范围。     

移动增强现实系统的关键技术研究

针对传统的增强现实系统在使用范围和可操作性等方面的局限性,首先介绍了一种基于移动便携设备的户外移动增强现实系统,并且分析了其主要的关键技术,然后重点阐述了该系统的体系构架和用于移动便携设备的3维图像渲染技术,通过北京圆明园部分场景的增强现实的实验结果表明,该移动增强现实系统不仅具有较强的实用性和可行性,并且还显示该移动增强现实技术具有广泛的应用前景和巨大的商业价值。     

基于SURF的增强现实标识物跟踪注册

针对基于标识物的增强现实跟踪注册方法对复杂环境的适应能力和鲁棒性的不足,提出一种用SURF实现标识物跟踪注册的改进算法。用SURF对平面标识物的特征点进行检测与描述,采用K-means算法对检测出的标识物特征点集合进行聚类分析得到其聚类中心,结合对视频图像中标识物的阈值分割与连通域分析,以聚类中心构建标识物的SURF特征点坐标系,通过矩阵变换实现标识物的跟踪注册。实验结果表明,该算法的增强现实系统具备较好的鲁棒性、稳定性和实时性。     

基于ARcode的移动增强现实系统研究

为解决移动设备多用户、大数据量目标的识别和跟踪问题,提出一种基于改进二维码的新型移动增强现实系统。通过C/S框架保证模型的更新,在客户端分离出识别和渲染过程,分析基于快速响应矩阵码的跟踪注册方法,针对其存在的跟踪范围小、跟踪不稳定的问题给出解决方案,从而完善系统。实验结果表明,与基于常规标志点和利用自然特征的方法相比,该系统方便实用、便于推广,且条码容易被手机使用,能识别出更多的信息。     

基于LBS的移动增强实境浏览器

目前的手机导航方式多局限于平面图文,为使用户获得更直观、立体和真实的导航体验,提出一种基于 Android 智能手机传感模块的增强实境浏览器。考虑到户外场景与导航图文的虚实融合,设计基于手机GPS信息和姿态角的惯性跟踪注册方法,并通过图像复合变换实现动态渲染。针对网络地图获取的GPS数值偏差较大的问题,选择实地采集经纬度信息,利用方差均值化提高采集数据的稳定性。校园内测试结果证明了该浏览器的实用性和可行性。     

增强现实系统及其关键技术研究

首先概要介绍了增强现实技术的概念、相关特性,指出了视觉一致性是增强现实系统最需要解决的问题;接着给出了增强现实系统的总体结构,概略介绍了各组成部分的功能以及对应的关键技术;然后在此基础上论述了关键技术中的显示技术和跟踪注册技术,并以跟踪注册为重点介绍了的增强现实系统基于跟踪器的方法、视觉跟踪方法和复合跟踪法等多种方案,并分析了不同方法不同实现的特性和应用场合,最后对增强现实的当前应用和未来趋势做出了概要总结.     

基于增强现实技术的AR赛车游戏

AR赛车是一款融入了增强现实技术的3D赛车游戏。在赛车游戏中运用增强现实技术．使得游戏有了全新的控制方式和场景效果。在游戏控制方式上,玩家不再需要用键盘来控制赛车,而是通过在摄像头前操纵有特定标识图案的纸片来控制赛车;在场景效果上,AR赛车不再像传统游戏那样始终处于虚拟场景中,而是采用真实场景与虚拟物体相结合。这些特点将会给玩家带来全新的游戏体验。     

基于增强现实的物联网物体识别与虚拟交互

介绍增强现实的物联网物体识别与定位原理,分析基于数据手套的物联网增强现实虚拟交互方法,设计并实现一个物联网增强现实虚拟交互系统原型。实验结果表明,该系统能为物联网用户提供更自然的物体信息获取方式与虚拟交互体验,满足物联网相关应用对于实时性、精确度和稳定性的要求。     

基于增强现实的骨缺损修复系统原型设计

结合现有骨支架设计系统和增强现实交互技术,提出一种用于骨缺损修复手术的辅助规划方法与检查系统框架。对其中的显示合成与交互方式进行阐述,并以此为基础开发原型系统,其主要目的是在完成骨支架结构模型设计后,帮助临床医生在快速成形制作的颅骨模型上检验骨支架设计的合理性,完成手术的规划和仿真过程。     

基于增强现实的博物馆展示关键技术研究

增强现实是一种新技术,是虚拟现实技术的重要分支,目前,它已经被运用到众多领域。本文提出了基于视频透视型增强现实技术的博物馆展示系统样板,它可以满足博物馆展示中对虚实结合与交互能力的要求。作者介绍了系统结构原理与相关关键算法,并结合该系统的具体需求,着重分析了基于标识物的虚拟注册方法,给出了相应的运行结果。     

增强现实混合跟踪技术综述

混合跟踪是增强现实(Augmented reality, AR)领域最近二十年发展迅速的重要关键技术, 是增强现实姿态跟踪系统同时实现高精度和强鲁棒性的有效途径. 本文全面完整地论述了增强现实混合跟踪技术,详细阐述了混合跟踪器所涉及的混合跟踪、标定和时间同步等重要方法, 介绍了不同类型混合跟踪器的当前应用现状,然后探讨了混合跟踪技术的发展趋势及其存在的难题,最后展望了混合跟踪技术的应用前景.     

混合跟踪技术在增强现实系统中的应用

跟踪技术是增强现实的一个重要研究方向,它致力于解决虚拟信息与真实环境的精确配准问题,构建稳定、高效的增强现实系统。通过分析增强现实系统的跟踪需求,指出单一跟踪存在的不足,说明采用混合跟踪技术的必要性,论述了基于视觉一惯性的混合跟踪技术及其在增强现实中的应用,实现了一种基于VisTracker视觉-惯性混合跟踪器的增强现实实验系统,并给出调试结果。