基于NyARToolkit的實時增強現(xiàn)實動員仿真系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、增強現(xiàn)實是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的一個前沿研究分支。增強現(xiàn)實通過三維圖形技術(shù)和視覺跟蹤技術(shù)，將虛擬物體與現(xiàn)實景象相結(jié)合，使得三維虛擬圖形與現(xiàn)實的周遭環(huán)境從視覺上完美地融合在一起，以此達到增強現(xiàn)實環(huán)境的效果，人們可以通過增強現(xiàn)實來與虛擬物體產(chǎn)生互動。增強現(xiàn)實系統(tǒng)具有虛實結(jié)合與實時交互的特點，在醫(yī)療、教育、工業(yè)、國防、娛樂等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。另一方面，隨著計算機處理能力的不斷進步，實時增強現(xiàn)實系統(tǒng)成為了可能。由于其廣泛的應(yīng)用前景和飛速發(fā)展的

2、時代背景，增強現(xiàn)實應(yīng)用有很大的需求，因此增強現(xiàn)實開發(fā)研究有重要意義。
　　本文針對增強現(xiàn)實中引起注冊錯誤的光學(xué)畸變、攝像機姿態(tài)檢測誤差、系統(tǒng)延遲三大問題分別進行了基于模式化的棋盤圖像的攝像機標(biāo)定、攝像機姿態(tài)檢測算法中和注冊算法分析，通過理論研究找到性能和穩(wěn)定性的平衡，并且設(shè)計和實現(xiàn)了增強現(xiàn)實程序原型。同時，針對目前普遍存在的增強現(xiàn)實開發(fā)效率較低，可用性差的問題，設(shè)計和實現(xiàn)了標(biāo)識邏輯支持類庫，支持三種動態(tài)狀態(tài)切換機制，有效改善了開發(fā)

3、效率并提升了用戶體驗。最后，設(shè)計和實現(xiàn)了具有實時增強現(xiàn)實特性的動員仿真系統(tǒng)。
　　本文改善了增強現(xiàn)實程序的性能和穩(wěn)定性以及開發(fā)效率問題，最終對實際系統(tǒng)研發(fā)和終端用戶體驗有一定幫助和指導(dǎo)作用。
　　首先，本文提出了標(biāo)識邏輯機制，由此設(shè)計和實現(xiàn)了標(biāo)識邏輯機擴展類庫ExtARLibrary，提供了三種動態(tài)切換機制，有效提升了多重標(biāo)識實時增強現(xiàn)實系統(tǒng)的開發(fā)效率和程序的可用性。
　　其次，本文根據(jù)實際情況對基于NyARToolk

4、it開發(fā)的程序原型進行了改進，并最終針對改進前后的程序原型進行了實際測試對比。改進主要包括兩方面，從程序?qū)崿F(xiàn)角度方面進行了模式文件識別中的模式匹配精度平衡和動態(tài)穩(wěn)定性閾值調(diào)整，從場景補償角度方面提出增強現(xiàn)實系統(tǒng)的場景光學(xué)補償設(shè)想。最終找到了性能和穩(wěn)定性的平衡點。
　　本文實際開發(fā)成果為:1）基于NyARToolkit開發(fā)了基于多重標(biāo)識的實時三維跟蹤系統(tǒng)。2）在之前所做的標(biāo)識邏輯機和多重標(biāo)識實時三維跟蹤系統(tǒng)基礎(chǔ)上，開發(fā)了具有實時AR