增強現實係統中跟蹤注冊與虛實物體遮擋及景深問題研究分析(PDF 70頁)

內容摘要
第一章緒論
1．1研究背景與課題來源
二十世紀末、二十一世紀初是科學技術獲得高速發展的一個時代，出現了
許多高新技術，其中，以計算機、網絡和電子技術為代表的信息技術獲得了突
飛猛進的發展。隨著信息技術的發展，世界正邁進數字化、網絡化、全球一體
化的信息時代。而多媒體技術正是當今信息技術領域發展最快、最活躍的技術，
而且已成為新一代電子技術發展和競爭的焦點，是促進信息社會全麵實現的關
鍵技術之一。多媒體技術已被廣泛應用在教育、通信、軍事、金融、醫療、製
造、谘詢服務、圖書等諸多行業，並正潛移默化地改變著我們生活的麵貌。目
前多媒體技術的最新發展趨勢之一是引入三維領域的一些新技術，使多媒體應
用的效果產生極大的改善，從而又拓寬了多媒體技術的應用範圍。
增強現實(AR—Augmented Reality)技術是多媒體技術在三維領域一個新
的研究方向和重要的實現手段。增強現實是一種通過將計算機產生的圖形、文
字、注釋等虛擬三維信息無縫自然地疊加融合到用戶所看到的真實世界場景中，
來增加用戶對現實世界感知的技術。從以上定義中可以看出，AR技術涉及到計
算機科學的多個領域，其中包括圖像處理、三維建模、實時視頻的獲取及處理、
實時跟蹤與三維注冊、場景融合、顯示技術等多項新技術與新手段。AR技術
並不是僅僅局限於計算機學科內的科學，而是一個多學科交叉的新興研究領域，
綜合了計算機科學、傳感檢測、控製理論、電子通訊、信息處理以及機械工程
等眾多學科的最新研究成果，創造性地把人類引向了一個全新的真實世界信息
和虛擬世界信息“無縫"集成的雙重世界。早在1997年，該領域的權威學者
Azuma[1】就對增強現實係統及其所涉及的技術給出了一個較為詳盡的綜述，他
還指出增強現實係統有三個突出的特點【2】：①真實世界和虛擬世界的信息集成；
②具有實時交互性；③三維尺度空間中定位增添虛擬物體，即三維注冊技術。
AR技術是在傳統虛擬現實(VR—．Ⅵrtual
Reality)技術的基礎上發展起來
的。虛擬現實，是指一種計算機生成的三維環境，用戶可以借助特殊的設備和
儀器在其中漫遊，可以直接參與和探索虛擬對象在所處環境中的作用和變化，
仿佛置身於一個虛擬的世界中。雖然都追求給用戶一種完全沉浸於其中的感覺，
但AR與VR的不同之處在於，VR是要創造一個完全虛擬的環境，使人完全沉
浸於其中；而AR則是對真實環境的“增強"，是致力於創造一個虛實結合的世
界，或者說用一個完全虛擬的世界對真實世界進行補償。
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