AR增強現實技術的典型應用方式及視覺一致性介紹

Jyadmin 提交于 周一, 11/11/2019 - 16:58

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視覺一致性

1 幾何一致性

增強現實系統呈現的效果應該是虛實高度融合的,讓人分不清哪里是虛的,哪里是實的。高度融合體現在虛擬物體被放置在正確的位置上,沒有與真實物體產生錯誤的重疊。幾何一致性還要求在時間變化中保證幾何一致。例如,在光學透射式頭盔顯示器中,快速的頭部運動會導致虛擬圖像的渲染落后于真實的環境,導致圖像延遲現象。這就違反了幾何一致性要求。

另外,虛實遮擋也要保持一致。有的時候虛擬的物體在空間上應該被渲染到真實物體的后面。但是默認情況下,虛擬的物體總會擋在真實物體的前面。因此,必須使用額外的傳感器,探測出真實物體的空間位置,然后決定哪些虛擬圖像是應該被遮擋起來的。

幾何一致性

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還有一些研究人員對增強現實頭戴式顯示器的深度感知一致性做了研究。他們分析了使用雙目頭盔顯示器看到的虛擬物體與真實物體在深度感知上的一致性。

2 光照一致性

虛擬世界的光線往往是認為設定的,但是真實世界的光線是非常復雜的。因此渲染的虛擬物體怎樣保持與真實環境一致的光照效果,也是需要注意的。光照效果如果不一致,尤其是陰影的渲染不一致的話,會導致非常糟糕的效果。解決這個問題的途徑是,通過某個方式獲得真實環境中的光源分布,然后在虛擬世界中模擬這個光照效果。

視覺一致性分析實際上主要是對增強現實系統的表現進行評價。一旦涉及到用戶研究,就有很多值得研究的工作。比如研究AR系統的幾何一致性對用戶使用頭盔效率的影響,以及圖像呈現與環境配合關系。尤其是光照研究,自然光照是非常復雜的,要想完全模擬自然光是非常難的。

光照一致性

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可視化

增強現實中的可視化,主要是對場景中的物體進行標注和解釋。對于標注和解釋的合理性和正確性,需要經過仔細探究。一個場景中可能有很多東西可以標注,也有很多來自數據庫的信息可以呈現。但是如果不加選擇全部顯示出來,還是會發成數據冗余、屏幕混亂的情況。因此需要對數據進行過濾,考慮兩個方面的問題:第一,標注的合理性;第二,數據推送智能性。

典型應用方式

1 創作

增強現實可以用于創作小故事,運用該技術可以盡情發揮個人想象力,構建出自己的各種物品、房間乃至城市。

2 導航

增強現實技術可以應用于導航。將虛擬的導航信息疊加在真實的道路信息上,甚至可以將信息投影在汽車的玻璃上,最大程度為用戶提供方便。

3 協作

增強現實技術可以為多個用戶創建一個統一的協作平臺,構建出一個虛擬的共享空間。多個用戶不論是否在同一地點,都可以通過增強現實的方式實現資源和信息共享。