增強現實技術

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增強現實技術（Augmented Reality Technique; AR）

　　增強現實它是在虛擬現實的基礎上發展起來的新興技術，可以在用戶看到的真實場景上疊加上由電腦生成的虛擬景象。

　　增強現實技術是通過電腦系統提供的信息增加用戶對現實世界感知的技術，並將電腦生成的虛擬物體、場景或系統提示信息疊加到真實場景中，從而實現對現實的“增強”。它將電腦生成的虛擬物體或關於真實物體的非幾何信息疊加到真實世界的場景之上，實現了對真實世界的增強。同時，由於用於與真實世界的聯繫並未被切斷，交互方式也就顯得更加自然。

　　增強現實技術是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現實世界的一定時間空間範圍內很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學技術，模擬模擬後再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現實的感官體驗。真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。

　　增強現實技術，不僅展現了真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。

　　增強現實技術包含了多媒體、三維建模、實時視頻顯示及控制、多感測器溶合、實時跟蹤及註冊、場景融合等新技術與新手段。增強現實提供了在一般情況下，不同於人類可以感知的信息。

　　增強現實技術的特點是：

　　1、虛實結合

　　它可以將顯示器屏幕擴展到真實環境，使電腦視窗與圖標疊映於現實對象，由眼睛凝視或手勢指點進行操作；讓三維物體在用戶的全景視野中根據當前任務或需要交互地改變其形狀和外觀；對於現實目標通過疊加虛擬景象產生類似於X光透視的增強效果；將地圖信息直接插入現實景觀以引導駕駛員的行動；通過虛擬視窗調看室外景象、使牆壁仿佛變得透明。

　　2、實時交互

　　它使交互從精確的位置擴展到整個環境，從簡單的人面對屏幕交流發展到將自己融合於周圍的空間與對象中。運用信息系統不再是自覺而有意的獨立行動，而是和人們的當前活動自然而然地成為一體。交互性系統不再是具備明確的位置，而是擴展到整個環境。三是三維註冊，即根據用戶在三維空間的運動調整電腦產生的增強信息。

　　3、在三維尺度空間中增添定位虛擬物體。

　　一個完整的增強現實系統是由一組緊密聯結、實時工作的硬體部件與相關的軟體系統協同實現的，常用的有如下三種組成形式：

　　Monitor-Based

　　在基於電腦顯示器的AR實現方案中，攝像機攝取的真實世界圖像輸入到電腦中，與電腦圖形系統產生的虛擬景象合成，並輸出到屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。

　　光學透視式

　　頭盔式顯示器(Head-mounted displays,簡稱HMD)被廣泛應用於虛擬現實系統中，用以增強用戶的視覺沉浸感。增強現實技術的研究者們也採用了類似的顯示技術，這就是在AR中廣泛應用的穿透式HMD。根據具體實現原理又劃分為兩大類，分別是基於光學原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基於視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

　　視頻透視式

　　視頻透視式增強現實系統採用的基於視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。

　　一、2010年日本首次推出具有增強現實功能的智能眼鏡

　　這項技術也為移動通訊營銷創造了新契機，未來手機廣告將會以嶄新的形式亮相於大眾眼前，智能手機用戶只需把攝像頭對準建築物，比如紐約著名的中央車站，您就會立即看到車站的歷史和相關背景信息，同時也可以接收車站裡面和周圍商家的促銷信息和產品介紹，甚至可以實時瀏覽車站的運營情況，如您的朋友乘坐的列車是否進入了站臺等。據分析人士指出，隨著技術越趨成熟，增強現實技術為美國企業帶來的銷售額將在2014年達到七億三千萬美元。

　　2010年10月，日本首次推出了具有增強現實功能的智能眼鏡，這副重量僅為20克的眼鏡可以用數字內容，諸如方向或者旅游指南等對現實世界進行標註和說明，將現實世界和數據信息密切聯繫在一起。同該智能眼鏡相連的手機使用了增強現實軟體。研究人員首次在這副智能眼鏡一邊的鏡架上安裝了一個細小的視網膜顯示器，它會將文本和圖像直接投影進佩戴者的周邊視野範圍內，使佩戴者能夠同他們正在觀看的物體保持視力接觸，從而不會妨礙佩戴者的正常活動。

　　還誕生了一項可以“吃”的高科技一一增強現實蛋糕。它是利用增強現實技術，將原本用奶油寫出的祝福或者圖案變成編碼圖案，然後可以利用手機或者電腦的攝像頭拍攝還原。相比直接寫上的文字內容，增強現實圖案可以展示出更加豐富的內容。

　　二、任天堂手游Pokemon Go^[1]

　　日本游戲巨頭任天堂上周剛剛推出的一款手機游戲在短短數天之內迅速走紅，成為一款真正的“現象級”游戲大作。這款游戲不僅助推任天堂股價暴漲，更令人們對“增強現實”（ＡＲ）技術的應用未來信心大增。

　　這款名為《口袋妖怪Ｇｏ》（ＰｏｋｅｍｏｎＧｏ）的手機游戲由任天堂和美國軟體開發公司Ｎｉａｎｔｉｃ聯合開發。游戲玩家不再像以前那樣“宅”在家中玩游戲，而是拿起手機走到戶外，去尋找和抓捕精靈。

　　這款游戲的獨特之處在於，利用“增強現實”技術將現實和虛擬結合起來，利用手機全球定位系統（ＧＰＳ）、谷歌地圖、攝像頭等功能將現實和游戲融為一體，玩家可以在熟悉的街道上、草叢裡、樓宇中尋找並抓捕精靈。

　　這款游戲2016年7月9日首先在澳大利亞、紐西蘭和北美上架，在短短數天之內就席卷了社交媒體，並雄踞美國、澳大利亞和紐西蘭游戲下載排行榜首。有市場研究公司估計，目前銷量已經接近3億，美國有5％的安卓手機都安裝了這款游戲。