增强现实技术

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增强现实技术（Augmented Reality Technique; AR）

　　增强现实它是在虚拟现实的基础上发展起来的新兴技术，可以在用户看到的真实场景上叠加上由计算机生成的虚拟景象。

　　增强现实技术是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”。它将计算机生成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上，实现了对真实世界的增强。同时，由于用于与真实世界的联系并未被切断，交互方式也就显得更加自然。

　　增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

　　增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。

　　增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。

　　增强现实技术的特点是：

　　1、虚实结合

　　它可以将显示器屏幕扩展到真实环境，使计算机窗口与图标叠映于现实对象，由眼睛凝视或手势指点进行操作；让三维物体在用户的全景视野中根据当前任务或需要交互地改变其形状和外观；对于现实目标通过叠加虚拟景象产生类似于X光透视的增强效果；将地图信息直接插入现实景观以引导驾驶员的行动；通过虚拟窗口调看室外景象、使墙壁仿佛变得透明。

　　2、实时交互

　　它使交互从精确的位置扩展到整个环境，从简单的人面对屏幕交流发展到将自己融合于周围的空间与对象中。运用信息系统不再是自觉而有意的独立行动，而是和人们的当前活动自然而然地成为一体。交互性系统不再是具备明确的位置，而是扩展到整个环境。三是三维注册，即根据用户在三维空间的运动调整计算机产生的增强信息。

　　3、在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

　　一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式：

　　Monitor-Based

　　在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。

　　光学透视式

　　头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

　　视频透视式

　　视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

　　一、2010年日本首次推出具有增强现实功能的智能眼镜

　　这项技术也为移动通讯营销创造了新契机，未来手机广告将会以崭新的形式亮相于大众眼前，智能手机用户只需把摄像头对准建筑物，比如纽约著名的中央车站，您就会立即看到车站的历史和相关背景信息，同时也可以接收车站里面和周围商家的促销信息和产品介绍，甚至可以实时浏览车站的运营情况，如您的朋友乘坐的列车是否进入了站台等。据分析人士指出，随着技术越趋成熟，增强现实技术为美国企业带来的销售额将在2014年达到七亿三千万美元。

　　2010年10月，日本首次推出了具有增强现实功能的智能眼镜，这副重量仅为20克的眼镜可以用数字内容，诸如方向或者旅游指南等对现实世界进行标注和说明，将现实世界和数据信息密切联系在一起。同该智能眼镜相连的手机使用了增强现实软件。研究人员首次在这副智能眼镜一边的镜架上安装了一个细小的视网膜显示器，它会将文本和图像直接投影进佩戴者的周边视野范围内，使佩戴者能够同他们正在观看的物体保持视力接触，从而不会妨碍佩戴者的正常活动。

　　还诞生了一项可以“吃”的高科技一一增强现实蛋糕。它是利用增强现实技术，将原本用奶油写出的祝福或者图案变成编码图案，然后可以利用手机或者电脑的摄像头拍摄还原。相比直接写上的文字内容，增强现实图案可以展示出更加丰富的内容。

　　二、任天堂手游Pokemon Go^[1]

　　日本游戏巨头任天堂上周刚刚推出的一款手机游戏在短短数天之内迅速走红，成为一款真正的“现象级”游戏大作。这款游戏不仅助推任天堂股价暴涨，更令人们对“增强现实”（ＡＲ）技术的应用未来信心大增。

　　这款名为《口袋妖怪Ｇｏ》（ＰｏｋｅｍｏｎＧｏ）的手机游戏由任天堂和美国软件开发公司Ｎｉａｎｔｉｃ联合开发。游戏玩家不再像以前那样“宅”在家中玩游戏，而是拿起手机走到户外，去寻找和抓捕精灵。

　　这款游戏的独特之处在于，利用“增强现实”技术将现实和虚拟结合起来，利用手机全球定位系统（ＧＰＳ）、谷歌地图、摄像头等功能将现实和游戏融为一体，玩家可以在熟悉的街道上、草丛里、楼宇中寻找并抓捕精灵。

　　这款游戏2016年7月9日首先在澳大利亚、新西兰和北美上架，在短短数天之内就席卷了社交媒体，并雄踞美国、澳大利亚和新西兰游戏下载排行榜首。有市场研究公司估计，目前销量已经接近3亿，美国有5％的安卓手机都安装了这款游戏。