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中国虚拟现实专家与领导者

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中视典公司--增强现实的概念及应用

时间:2012-04-23 10:34:30 来源:中视典数字科技

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图1

由于智能手机的普及,诞生于上个世纪70、80年代的增强现实(Augmented Reality,以下简称AR)技术突然在近年开始火爆。就目前来看,智能手机上的AR其实并没有太多的优秀应用,除了Layer 之外,很难再说出其他出色的智能手机AR应用。今天就带着大家一起来看看在各个领域过去的一些成熟的AR应用,希望能对创业的朋友有帮助。

所谓增强现实,是虚拟现实(Virtual Environments/Virtual Reality,以下简称VE)技术的升级技术。使用VE技术的用户,将完全沉浸于一个虚拟的合成世界中,这个时候,用户是无法看到他所处的现实世界的。 而AR却可以让用户看到虚拟事物和信息与现实世界重叠的二维世界。也就是说,AR是使用信息技术对现实世界的一种补充和增强,而不是用虚拟化技术制造出一 个完全虚拟的世界来取代现实世界。

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图2

因此,在用户看来,虚拟和现实在同一个空间得到了结?#24076;?#23601;像电影‘谁陷害了兔子罗杰’中的情形一样。图1是用来说明上述观点的一个很好的例子。图中有一个 真实的桌子和一个真实的电话,同时还有两个虚拟的椅子和一个虚拟台灯。这些物品在三维空间中结?#26174;?#19968;起,所以虚拟的台?#26222;?#20303;了部分真实的桌子,而真实的桌 子也部分遮住了两个虚拟的椅子。所?#36816;擔珹R技术可?#21592;?#35748;为是VE技术(完全虚拟)和远程呈现技术(completely real,完全现实)的中间态技术。

一些研究人员从头戴显示技术(Head-Mounted Displays HMDs)的角度去定义AR,而我们认为这是不恰当的。为了防止AR技术被一些特定的技术所限制,这篇文章将从以下三个角度去定义AR:

这样的定义可以让AR必要的组件得到保留,同时也?#24066;?#20102;一些除了HMDs之外的其他的技术。举例子来看这个定义,它可?#22253;?#30005;影和2-D overlays排除在外。像‘侏罗纪公园’这样的电影虽?#35805;?#34394;拟物品和真实环境在3D中混?#26174;?#20102;一起,但是它并没有互动功能。实时视频中的二维虚拟覆盖 (2-D virtual overlays)虽然可以实现互动,但是它却不是在3D中和现实世界相结合的。当然,这样的定义也?#24066;?#22522;于显示器的接口,单眼系统,透视头戴式显示系统 和其他的许多综合技术。

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图3

所谓增强实境(Augmented reality,?#26053;?#31616;称AR),是一种结合虚拟化技术再来观察世界的方式。

直接来看,AR能为我们提供现实中无法直接获知的信息。但是,更深层次来讲,这?#20013;?#24687;实际上又让每个人眼中的世界更加多样性。同样的大楼在我们的AR视线 里,会披上完全不同的‘信息外套’,这或许?#36136;?#19968;种‘长尾现象’。另外,海淀的百货大楼?#32479;?#38451;的百货大楼,在地理上没有任何关联,可是却在AR中可以以信 息的形式连接到一起。这些都是目前AR已经显现出来的一些特点。当然随着技术的发展,未来的AR可能会更加先进。

AR的一类应用,是用于复杂机械的装配、维护和维修上。悬浮在真实器械表面的3D虚拟指令,可以告诉操作者每一步该做什么,怎么做,这当然要比带有文字和?#35745;?#30340;操作手册更加直?#29992;?#20102;。

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图4

目前已经有很多的项目已经成功的将AR在这一领域很好的应用了。在图2和图3中展示的就是哥伦比亚大学的Steve Feiner的团队就使用AR制造了一套激光打印机维修系统[Feiner93a]。图2?#26725;?#35266;者视?#36857;?#32780;图3则是带上这套系统的用户所能看到的视?#36857;?#22270; 中电脑生成的线框是在告诉操作者把纸?#20449;?#21462;下。

而波音公司的一个研?#23458;?#38431;则在使用AR技术帮助技术人员安装组成飞机电路系统的线束。把这些操作流程以数字的形式存储起来既节省空间有节省开支。目前在波 音,技术人员们都是使用巨大的实体布局板来制作线束,这些巨大的布局板要用好几个大仓库?#21019;?#23384;。如果新开发的这套系统能得到很好的应用,这些仓库就可以空 出来用于别处了。波音正在运营一套技术再投?#22987;?#21010;(Technology Reinvestment Program TRP),投资推动将这项技术投入到工厂中。图4展示的是Adam Janin使用一套AR原型系统来制作线束。AR技术在未来一定会被用到诸如汽车引擎等更加复杂的机器上。

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图5

美国Marine公司就是将AR技术在装?#30528;?#22612;上进行测试。他们使用的系统叫ARMAR(Augmented Reality for Maintenance and Repair),大概意思是‘AR辅助维修’,该系统由哥伦比亚大学图形和用户界面实验室设计制造。通过为维修人员装备头戴式显示器,维修人员可以在维修 时轻松获取对他们有用的很多帮助信息(如图5)。目?#26696;?#31995;统也被用在?#21496;?#20107;上。请?#26790;?#21733;伦比亚大学图形和用户界面实验室网站,查看ARMAR更多详情。

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