基于投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)應(yīng)用的研究.pdf

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

2、點(diǎn)。在這樣的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互環(huán)境中,利用圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等手段以及通過(guò)投影儀-照相機(jī)系統(tǒng),可以使得用戶擺脫設(shè)備的限制,自由地同整個(gè)虛實(shí)結(jié)合的環(huán)境交互,從而進(jìn)一步提高了用戶的交互體驗(yàn)。本文主要就是對(duì)基于投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)這種形式的互動(dòng)應(yīng)用進(jìn)行一定的研究和實(shí)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(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及該技術(shù)在交互應(yīng)用上的研究背景和現(xiàn)狀,并且在此基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要介紹了本文所研究的投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互應(yīng)用系統(tǒng)的原型

3、,設(shè)計(jì)目標(biāo)以及未來(lái)的潛在應(yīng)用場(chǎng)合。
　　其次,本文分析了用戶對(duì)該互動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)的具體需求,并且分別介紹了文中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)應(yīng)用的整體設(shè)計(jì)架構(gòu)以及其中的硬件部分設(shè)計(jì)和軟件部分設(shè)計(jì)。
　　第三,本文實(shí)現(xiàn)了該交互應(yīng)用中所需的基于深度數(shù)據(jù)的視點(diǎn)跟蹤技術(shù)并且通過(guò)算法上的改進(jìn)對(duì)其進(jìn)行了一定程度上的加速,在保證魯棒性的同時(shí),提升了視點(diǎn)跟蹤的實(shí)時(shí)性能。
　　第四,本文通過(guò)視點(diǎn)跟蹤技術(shù)、深度照相機(jī)標(biāo)定工作等進(jìn)行實(shí)時(shí)視點(diǎn)位置的計(jì)算和在此基礎(chǔ)

4、上設(shè)計(jì)并完成了依賴于視角的動(dòng)態(tài)投影,并且最終的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和展示了2D桌面上的投影內(nèi)容具有一定的3D錯(cuò)覺(jué)效果。
　　最后,本文著重描述和分析了對(duì)該投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。其中主要包括兩個(gè)部分,第一部分主要為對(duì)基于深度數(shù)據(jù)的視點(diǎn)跟蹤算法在性能和魯棒性方面的實(shí)驗(yàn)描述和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,第二部分為對(duì)整個(gè)投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)在交互性能方面的實(shí)驗(yàn)描述和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。通過(guò)以上各部分的研究,本文初步展示和驗(yàn)證了投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)互動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用效果