基于投影增強現(xiàn)實互動應用的研究.pdf

1、創(chuàng)建一個栩栩如生的虛擬交互世界一直是計算機圖形學和增強現(xiàn)實永恒的追求目標。增強現(xiàn)實,也被稱之為混合現(xiàn)實,它將真實的環(huán)境和虛擬的渲染物體疊加到同一個畫面或空間中,從而使得虛擬的信息和真實的世界可以實時地融合到一起。因此,增強現(xiàn)實技術使得用戶不僅僅可以感知真實世界的信息,而且也能夠切身地感受到計算設備根據(jù)具體真實環(huán)境所生成的虛擬輔助信息,從而體驗到一個更加逼真自然的虛實并存的世界。而作為增強現(xiàn)實的一種,基于投影的空間增強現(xiàn)實技術更是研究的熱

2、點。在這樣的增強現(xiàn)實交互環(huán)境中,利用圖形學、計算機視覺等手段以及通過投影儀-照相機系統(tǒng),可以使得用戶擺脫設備的限制,自由地同整個虛實結合的環(huán)境交互,從而進一步提高了用戶的交互體驗。本文主要就是對基于投影增強現(xiàn)實這種形式的互動應用進行一定的研究和實現(xiàn)。
　　本文的主要工作包括以下部分:
　　首先,本文闡述了投影增強現(xiàn)實技術以及該技術在交互應用上的研究背景和現(xiàn)狀,并且在此基礎上簡要介紹了本文所研究的投影增強現(xiàn)實交互應用系統(tǒng)的原型

3、,設計目標以及未來的潛在應用場合。
　　其次,本文分析了用戶對該互動應用系統(tǒng)的具體需求,并且分別介紹了文中的增強現(xiàn)實互動應用的整體設計架構以及其中的硬件部分設計和軟件部分設計。
　　第三,本文實現(xiàn)了該交互應用中所需的基于深度數(shù)據(jù)的視點跟蹤技術并且通過算法上的改進對其進行了一定程度上的加速,在保證魯棒性的同時,提升了視點跟蹤的實時性能。
　　第四,本文通過視點跟蹤技術、深度照相機標定工作等進行實時視點位置的計算和在此基礎

4、上設計并完成了依賴于視角的動態(tài)投影,并且最終的實驗驗證和展示了2D桌面上的投影內(nèi)容具有一定的3D錯覺效果。
　　最后,本文著重描述和分析了對該投影增強現(xiàn)實應用系統(tǒng)進行的相關實驗。其中主要包括兩個部分,第一部分主要為對基于深度數(shù)據(jù)的視點跟蹤算法在性能和魯棒性方面的實驗描述和實驗結果分析,第二部分為對整個投影增強現(xiàn)實應用系統(tǒng)在交互性能方面的實驗描述和實驗結果分析。通過以上各部分的研究,本文初步展示和驗證了投影增強現(xiàn)實互動技術的應用效果