《数字出版》第10章 增强虚拟现实技术.ppt

增强现实系统构成 软件系统 软件系统包括具备优质的识别目标，通常采用多特征的图像作为识别标志，以保障在较为复杂的场景中可以进行特征提取和识别。利用跟踪注册算法保证识别的精确性，利用摄像机标定算法将虚拟物体准确的加载到真实空间之中。利用三维现实技术，将虚拟的三维图像逼真的展现在真实环境中，有效的提升了用户的理解能力。 虚拟现实系统的分类 沉浸式虚拟 现实系统 Immersive VR 分布式虚拟 现实系统 Distributed VR 增强(混合)现实系统 Augmented reality system 桌面虚拟现实 系统 Desktop VR 虚拟现实系统的分类 桌面虚拟现实系统 简称PCVR，是一套基于普通PC平台的小型虚拟现实系统。它利用中低端图形工作站及立体显示器，产生虚拟场景。 01 桌面式VR系统仅使用个人计算机来产生三维空问的交互场景。 它把计算机的屏幕作为用户观察虚拟环境的一个窗口，也被称为窗口虚拟现实系统。参与者需要使用手拿输入设备或位置跟踪器。来驾驭演虚拟环境和操纵虚拟场景中的备种物体。在桌面VR系统中，参与者虽然坐在监视器前面，但可以通过计算机屏幕观察360度范围内的虑拟环境：可以通过交互操作，使虚拟环境的物体平移和旋转，从各个方向观看物体；也可以以在虚拟环境中浏览。但参与者并没有完全沉浸，他仍然会受到周围现实环境的干扰。Desktop VR对硬件设备的要求很低，有的简单型的则只需要台式的计算机即可完成，顶多再加上空间追踪装置等辅助设备。 02 沉浸式虚拟现实系统 以大幅面立体投影为显示方式，为参与者提供多人参与、集体观看、具有高度临场感的投入型虚拟空间环境。 虚拟现实系统的分类 沉浸式VR系统是一种较高级的VR系统。 利用头盔显示器和数据手套等各种交互设备把用户的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，而使用户真正成为VR系统内部的一个参与者，并能利用这些交互设备操作和驾驭虚拟环境，产生一种身临其境、全心投入和沉浸其中的感觉。它是一种较为先进的虚拟现实系统，使得用户有一种身临其境的认同感。常见的沉浸式系统有：基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统、远程存在系统等。其原理是：首先把用户的各种感觉封闭起来，然后再提供一个与原来不同的感官世界。为了实现用户产生从头到脚的全方位立体沉浸，就要多种设备与多种相关软件的交互作用。 03 虚拟现实系统的分类 分布式VR系统是指基于网络的虚拟环境。 它在沉浸式VR系统的基础上，将位于不同物理信置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接，并共享信息，从而使用户的协同工作达到一个更高的境界。VR系统之所以运行在分布式环境，一方面是它可以允分利用分布式计算机系统提供的强大计算能力；另一方面是因为有些应用本身具有分布特性。例如许多VR应用要求若干人能同时参与同一个虚拟环境，即协同工作的。这些人既可能在同一个地方，也可能在世界上各个不同的地方，彼此间只通过远距离网络联系在一起。前面所述的那些VR技术虽然可以便动态的虚拟环境构构如生，但它们都无法解决资源共享的问题，应用DVR系统就可以满足这类需求。 分布式虚拟现实系统 简称DVR，是一个基于网络的可供异地多用户同时参与的分布式虚拟环境。 增强（混合）现实 将计算机产生的虚拟物体或其他信息与用户所看到的真是环境进行融合的一种技术，具有虚实结合、实时交互、三维注册的特点。 04 虚拟现实系统的分类 增强式VR系统(也称为叠加式VR系统)。 系统该允许用户对现实世界进行观察的同时，通过穿透型头戴式显示器将计算机虚拟图像叠加在现实世界之上，为操作员提供与他所看到的现实环境有关的、存储在计算机中的信息，从而增强操作员对真实环境的感受，因此又被称为补充现实系统。与其他各类VR系统相比，补充现实式的虚拟现实不仅是利用VR技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法感知或不方便的感受。在增强式虚拟现实系统中，虚拟对象所提供的信息往往是用户无法凭借自身的感觉索能感知到的深层次的信息。增强式系统最常见的是：一个眼睛看到显示屏上的虚拟世界：另一个看到的则是真实的世界。 增强现实系统的分类 01 02 03 Monitor-based系统 在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器，用户从屏幕上看到最终的增强场景图片，是一套最简单使用的AR实现方案。 01 增强现实系统的分类 Video see-through系统 增强现实技术采用穿透式HMD实现视觉沉浸感。穿透式HMD(video see through HMD根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于视频合成技术的和基于光学原理的穿透式HMD。 0