基于ARToolKit的增強現(xiàn)實應用平臺的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著圖形學理論的深入研究以及硬件技術(shù)的發(fā)展，人們越來越不滿足于僅僅單純的利用計算機來模擬現(xiàn)實環(huán)境了，他們希望得到更強的沉浸感、逼真感。增強現(xiàn)實技術(shù)的引入無疑給人們帶來了全新的視覺感受，它將現(xiàn)實世界與虛擬世界完美結(jié)合并呈現(xiàn)在人們面前，為人們營造了一個全新的交互環(huán)境，這種新的交互形式代表了下一代人機界面的發(fā)展方向。目前，增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)應用于醫(yī)療、建筑、軍事、娛樂、工業(yè)制造等多個領(lǐng)域，基于增強現(xiàn)實技術(shù)的軟件也層出不窮，增強現(xiàn)實技術(shù)也越來越多

2、的被世界各國的高校及科研機構(gòu)所研究，成為一個重點的研究領(lǐng)域。
　　由于增強現(xiàn)實技術(shù)所涉及到的學科、領(lǐng)域錯綜復雜，盡管其相關(guān)理論算法在初步改善和提高，但是增強現(xiàn)實應用平臺的開發(fā)仍然具體有一定的難度。這主要包括平臺架構(gòu)的構(gòu)建、數(shù)據(jù)的組織、渲染的逼真度、場景文件的兼容性等等。此外，開發(fā)工具庫的選擇也是一個需要考慮的問題。
　　為了解決上述問題，簡化增強現(xiàn)實平臺的開發(fā)難度，本文從架構(gòu)、數(shù)據(jù)、渲染、應用這四個主體方面來著手，以構(gòu)建高效

3、、逼真的增強現(xiàn)實平臺為目標，以三維模型的數(shù)據(jù)組織和調(diào)度為支撐，以高沉浸感的虛實融合為手段，以實際的項目應用為檢驗，對增強現(xiàn)實應用平臺進行了設計與實現(xiàn)。論文的主要工作及研究成果如下：
　?。?）增強現(xiàn)實應用平臺的整體架構(gòu)設計
　　本文以ARToolKit及OpenGL為平臺底層核心結(jié)構(gòu)，通過對ARToolKit的開發(fā)流程進行詳細研究，提出增強現(xiàn)實應用平臺的整體架構(gòu)，利用分層設計的原則簡化平臺的整體框架，同時為平臺的后期功能的維

4、護提供便利。
　?。?）三維模型的數(shù)據(jù)組織和調(diào)度
　　為了方便場景的維護，本文引入了數(shù)據(jù)庫機制。通過數(shù)據(jù)庫來存儲已有的特定場景，提高了場景文件的可重用性?；趬K的外存文件結(jié)構(gòu)及相應的更新算法的提出減少了場景文件的存儲空間?；跇湫嗡饕途W(wǎng)格索引的混合索引結(jié)構(gòu)提高了數(shù)據(jù)的檢索能力，同時大大降低了平臺檢索模型數(shù)據(jù)的損耗。
　?。?）高沉浸感的虛實融合
　　本文結(jié)合Alpha通道技術(shù)及字符的疊加技術(shù)豐富了視頻顯示的效果