光学透视式头盔显示器标定的退化影响

为了成功地应用增强现实，需要有观察仪器的准确投影信息，这就要求对所使用的光学透视式头盔显示器进行标定。针对实验室的光学透视式增强现实系统的组成特点，选定了虚拟摄像机（头盔显示器与人眼的结合）的标定算法。根据对投影矩阵的退化点结构的影响，改进了选取标定的对应点个数和用户头部的运动轨迹。实验结果表明，标定效果明显改善了，成功率也有明显提高。     

面光源的蒙特卡洛模拟

本文从点光源出发,讨论了面光源的蒙特卡洛模拟的方法,提出了模拟的公式和原则.然后以圆柱面光源为例,给出了模拟光源、标准光源和实际的卤钨灯L7386A通过自由曲面反射器后获得的照度图,比较了它们的结果,并简要分析了原因.     

基于SIFT关键点的增强现实初始化算法

介绍了一种基于SIFT关键点的无标志点增强现实初始化算法。算法在已知场景少量标定关键帧图像的基础上,将关键帧图像与当前视频图像帧中的SIFT关键点进行匹配,利用RANSAC算法消除外点,而后利用图像匹配算法获取摄像机的位置和方向信息,完成系统的自动初始化工作。实验结果表明,算法鲁棒性强,跟踪定位精度高,有效地减小了人工干预的工作量。     

虚拟漫游机

本文所设计虚拟漫游机(即虚拟现实漫游系统),可用于场景演示及仪器、工程先期设计验证等.该漫游机以电磁跟踪系统和鼠标结合实现虚拟视景漫游,较好的满足了参与者实时真实地与虚拟场景交互的漫游体验.     

“VR/AR显示技术及应用”专题前言

<正>虚拟现实（VR）与增强现实（AR）近眼显示技术是下一代新型显示技术,同时也是元宇宙的重要基础设施和入口,是继计算机、移动终端后的下一个平台级技术。轻薄化是VR/AR光学的发展趋势,也是决定未来近眼显示产品形态至关重要的因素。目前VR/AR显示光学系统涉及微型显示图像源技术,包括LCD、OLED、LCoS、DLP、MicroLED、LBS等;VR光学系统包括非球面方案、菲涅耳方案和折反射超薄透镜方案等;AR光学系统包括光学自由曲面方案、几何阵列波导方案、浮雕光栅波导方案、全息波导方案及液晶全息波导方案等。     

结合先验稀疏字典和空洞填充的CT图像肝脏分割

针对复杂多变的肝脏图像,提出了一种基于先验稀疏字典和空洞填充的三维肝脏图像分割方法。对腹部CT图像进行Gabor特征提取,并分别在Gabor图像和灰度图像的肝脏金标准边界上选择大小相同的图像块作为两组训练集,利用训练集得到两种查询字典及稀疏编码。将金标准图像与待分割图像配准,并将配准后的肝脏边界作为待分割图像的肝脏初始边界;在初始边界点上的十邻域内选择大小相同的两组图像块作为测试样本,利用测试样本与查询字典计算稀疏编码及重构误差,并选择重构误差最小的图像块的中心作为待分割肝脏的边界点;最后,设计一种空洞填充方法对肝脏边界进行补全和平滑处理,得到最终分割结果。利用医学图像计算和计算机辅助介入国际会议中提供的肝脏数据进行了实验验证。结果表明,该方法对肝脏分割图像具有较好的适用性和鲁棒性,并获得了较高的分割精度。其中,平均体积重叠率误差为(5.21±0.45)%,平均相对体积误差为(0.72±0.12)%,平均对称表面距离误差为(0.93±0.14)mm。     

双目光学跟踪器姿态精度的预测和估计研究

研究了增强现实系统中双目光学跟踪器姿态精度的预测和估计方法.利用高斯分布误差协方差矩阵传播模型推导了双目跟踪器图像噪声误差到输出姿态误差的传播公式,通过实验分析了静态和动态跟踪条件下输出姿态精度的变化规律.实验获得了与预测数据一致的实测结果,证实了摄像机外参误差对跟踪器姿态精度的主导影响,验证了所提出的姿态精度预测方法的有效性.     

新型功能超颖表面波前调制技术的发展与应用(特邀)

超颖表面作为一类智能表面,通常由特殊设计、加工而得到的特征尺寸接近或小于波长的亚波长纳米天线阵列构成。超颖表面能够实现光场的振幅、相位和偏振的人为调控,具有超薄、超小像素、宽带、低损耗、易加工等优势,设计灵活,功能强大。文中针对超颖表面在全息显示、波前调制和偏振转换、主动可调、非线性波前调控等方向进行综述,并展望未来发展趋势。超颖表面作为一种超薄的、微型化的波前调制器件,具有极大的信息容量,且更能适应未来高度集成的微型光电系统的发展要求,在全息显示、光束整形、涡旋光束的产生、数据存储、加密与防伪、超透镜与色散控制、彩色印刷、非对称传输、非线性光学、光的自旋霍尔效应、光通信与集成光电子学等应用领域提供了潜在的可行性和新的视角,有望取代传统光电器件,展现出了广阔的发展前景。     

连续超声波位置跟踪器的设计原理及其在虚拟现实系统中的应用实例

位置跟踪器是虚拟现实和其它人机实时交互系统中最重要的设备之一,它实时地测量用户身体或其局部的位置和方向并作为用户的输入信息传递给虚拟现实系统的主近计算机,从而根据用户当前的视点信息刷新虚拟场景的显示。     

基于虚拟现实技术的虚拟乐队的实现

介绍了一种以数据手套为交互工具的PC机虚拟现实系统,以模拟对钢琴,小号,打击乐等乐器的演奏。在该系统中,以桌面显示系统表现基于OpenGL的虚拟现实场景,5th GLOVE95为交互工具传递控制数据。本文还给出了采用虚拟现实软件WorldToolKit(WTK)和MFC消息循环下的交互系统。