1、AR交互技术AR交互技术简介AR（Augmented Reality(中文翻成增强实境)）技术是增强现实是利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境，通过各种传感设备使用户“沉浸” 到该环境中，实现用户和环境直接进行自然交互。它是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。更通俗一点的说法是，它是一种全新的人机交互技术，利用摄像头，传感器，实时计算和匹配技术，将真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间而同时存在。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性 ,而且能够突破空间、时间以及其它客观限制 ,感受到在真实世界中无法亲身经历
2、的体验 AR交互技术的原理原理：增强现实(Augmented Reality，简称 AR)增强现实技术，它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝” 集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起
3、，便可以看到真实的世界围绕着它。增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器融合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。组成形式一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。Monitor-Based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。它虽然简单，但不能带给用户多少沉浸感。Monitor-Based 增强现实系统实现方
4、案如下图所示。Monitor-based 增强现实系统光学透视式头盔式显示器(Head-mounted displays,简称 HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR 中广泛应用的穿透式 HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于光学原理的穿透式 HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式 HMD(Video See-through HMD)。光学透视式增强现实系统实现方案如下图所示。光学透视式增强现实系统光学透视式增强现实系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点
5、，但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。视频透视式视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式 HMD(Video See-through HMD)，实现方案如图 5 所示。视频透视式增强现实系统AR系统基本具备以下三个特点1、真实世界和虚拟世界的信息集成（ Combines real and virtual）2、具有实时交互性（Interactive in real time）3、是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体（Registered in 3-D）应用领域AR 技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。* 医疗领域：医生可以
6、利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。* 军事领域：部队可以利用增强现实技术，进行方位的识别，获得实时所在地点的地理数据等重要军事数据。* 古迹复原和数字化文化遗产保护：文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅可以通过 HMD 看到古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。* 工业维修领域：通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。*网络视频通讯领域：该系统使用增强现实和人脸跟踪技术，在通话的同时在通话者的面部实时叠加一些如帽子、眼镜等虚拟物体，在很大程度上提高了视频对话的趣味性。* 电视转播领域：通过
7、增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息叠加到画面中，使得观众可以得到更多的信息。* 娱乐、游戏领域：增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家，共同进入一个真实的自然场景，以虚拟替身的形式，进行网络对战。* 旅游、展览领域：人们在浏览、参观的同时，通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。* 市政建设规划：采用增强现实技术将规划效果叠加真实场景中以直接获得规划的效果。成功案例1 迪斯尼 AR 游戏Disney Infinity 是一款迪斯尼即将推出的针对儿童的游戏，这款游戏的特点是用户必须购买线下实体的玩具才能进入虚拟的游戏关卡中。而当前这个 AR App
8、 就是为推广这款游戏前期所做的活动，借助 AR 技术，用户可以和动画人物进行互动，拍摄下来分享给好友2、哈根达斯 AR 增强现实应用 等待两分钟，口感更好当用户使用该款软件，并将摄像头对准任意哈根达斯的商标，就会出现一个虚拟的人物演奏优美的小提琴曲。这位虚拟的音乐家将会为用户演奏两分钟，因为，据哈根达斯官方表示，两分钟可以让你的冰淇淋达到一个最佳的入口口感。3 在国外，通过 APP 扫描实物进行游戏。4 可以通过 APP 扫描，发现商品信息行业应用一、地产漫游：在虚拟现实系统中自由行走、任意观看，冲击力强，能使客户获得身临其境的真实感受，促进了合同签约的速度。二、虚拟样板间：用于商业项目长期招
9、商、招租、用于各类评比活动。一次性投入，可以应用在项目报批、建设、销售、招商招租等各个环节，并可以永久使用。三、多专业协调： 多类型车辆行驶路线与其他布置、净空高度，如道路桥梁仿真。四、网上看房：租售阶段用户通过互联网身临其境的了解项目的周表环境、空间布置、室内设计 。五、场馆仿真：提前展示真实场馆风貌、辅助审批设计、规避设计投资风险。国内现状作为新型的人机接口和仿真工具，AR 受到的关注日益广泛，并且已经发挥了重要作用，显示出了巨大的潜力。AR 是充分发挥创造力的科学技术，为人类的智能扩展提供了强有力的手段，对生产方式和社会生活产生了巨大的深远的影响。随着技术的不断发展，其内容也势必将不断增加。而随着输入和输出设备价格的不断下降、视频显示质量的提高以及功能很强大但易于使用的软件的实用化，AR 的应用必将日益增长。AR 技术在人工智能、CAD、图形仿真、虚拟通讯、遥感、娱乐、模拟训练等许多领域带来了革命性的变化。总体来讲，增强现实在中国处于起步阶段，许多虚拟现实领域的企业已经开始专注于“增强现实”的研发和应用。比如中视典数字科技研发的 VRP12.0 就集成了增强现实的功能。
