劉亞輝 劉一鋒 中國礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用綜述

劉亞輝 劉一鋒 中國礦業(yè)大學(xué)管理學(xué)院

在人機(jī)交互不斷發(fā)展的過程中，一個(gè)創(chuàng)新而與眾不同的方向就是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。本文在積極展開研究的過程中，首先對(duì)包含人機(jī)交互技術(shù)和3D展現(xiàn)技術(shù)在內(nèi)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的重要技術(shù)進(jìn)行了分析，并從數(shù)字營銷和移動(dòng)導(dǎo)覽兩個(gè)角度出發(fā)，對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用展開了探討，希望對(duì)我國相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展起到促進(jìn)作用。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

前言

“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”這一詞匯產(chǎn)生于二十世紀(jì)九十年代，發(fā)展至今，對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究已經(jīng)成為各研究機(jī)構(gòu)和各個(gè)領(lǐng)域工作中的重點(diǎn)內(nèi)容之一，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將人機(jī)交互技術(shù)充分展現(xiàn)出來，近年來，計(jì)算能力在計(jì)算機(jī)軟件和硬件當(dāng)中都產(chǎn)生了明顯的提升，促使增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，現(xiàn)階段，該技術(shù)已經(jīng)作為一個(gè)重要的媒介，增加了現(xiàn)實(shí)世界同數(shù)字世界之間的聯(lián)系。鑒于此，積極加強(qiáng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究具有重要意義。

一、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的重要技術(shù)

（一）人機(jī)交互技術(shù)

現(xiàn)階段增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)具有較強(qiáng)的專業(yè)性，數(shù)據(jù)手套設(shè)備以及光學(xué)運(yùn)作捕捉設(shè)備能夠有效的對(duì)手勢識(shí)別功能以及人體動(dòng)作捕捉進(jìn)行輔助，從而促使三位空間位置追蹤呈現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確性。此時(shí)，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴顯示設(shè)備中對(duì)集成攝像機(jī)進(jìn)行應(yīng)用，可以促使第一視角基礎(chǔ)上的交互體驗(yàn)得以實(shí)現(xiàn)［1］。并且，現(xiàn)階段體感設(shè)備可以對(duì)深度攝像機(jī)設(shè)備進(jìn)行充分的應(yīng)用，其已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，例如Kinect體感設(shè)備，其由微軟開發(fā)，目前，此類型動(dòng)作捕捉設(shè)備擁有較低的精度，其已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中，包括互動(dòng)體驗(yàn)展示以及娛樂方面，這樣一來，虛實(shí)互動(dòng)能力在三維空間中就能夠充分的實(shí)現(xiàn)。

（二）3D展現(xiàn)技術(shù)

三維空間注冊實(shí)現(xiàn)建立在追蹤算法基礎(chǔ)上，在應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，對(duì)三維空間注冊實(shí)現(xiàn)擁有較強(qiáng)的依賴性，要想促使三維展現(xiàn)效果呈現(xiàn)出虛實(shí)融合和逼真的特點(diǎn)，必須對(duì)3D實(shí)時(shí)軟件渲染引擎進(jìn)行應(yīng)用，其擁有較高的效率，而另一項(xiàng)不可或缺的設(shè)備就是3D展現(xiàn)設(shè)備，其將充分發(fā)揮輔助功能。值得注意的是，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，硬件設(shè)備、3D渲染引擎以及應(yīng)用等之間的關(guān)系是密不可分的。

多核運(yùn)算能力存在于圖像GPU和新一代CPU當(dāng)中，其可以為游戲引擎、3D實(shí)時(shí)渲染等提供服務(wù)，促使現(xiàn)實(shí)場景在實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)逼真的過程中，3D渲染效果可以產(chǎn)生于虛擬物體當(dāng)中，并且，在對(duì)光影動(dòng)態(tài)效果展開實(shí)時(shí)運(yùn)算的過程中，需要對(duì)攝像機(jī)實(shí)景光線追蹤結(jié)果進(jìn)行應(yīng)用，其在虛擬物體中的應(yīng)用，能夠促使展現(xiàn)能力在虛實(shí)融合的過程中有效提升。物理特效實(shí)現(xiàn)庫、完善的3D虛擬環(huán)繞聲實(shí)現(xiàn)庫等通常都存在于主流3D引擎當(dāng)中，在對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行利用的過程中，其可以在人際交互體驗(yàn)中充分發(fā)揮自身功能，并促使虛擬物體的運(yùn)動(dòng)仿真在現(xiàn)實(shí)場景中得以實(shí)現(xiàn)。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

（一）數(shù)字營銷

在數(shù)字營銷領(lǐng)域應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，有助于各種產(chǎn)品在進(jìn)行銷售的過程中，能夠被消費(fèi)者從多個(gè)角度及層面進(jìn)行了解。例如，將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備當(dāng)中，從而在對(duì)實(shí)景物體進(jìn)行反應(yīng)的過程中，可以在手機(jī)屏幕的基礎(chǔ)上，精確的疊加不同數(shù)字虛擬，從而根據(jù)用戶的興趣愛好有針對(duì)性的推銷各種商品和活動(dòng)；而針對(duì)產(chǎn)品推廣等網(wǎng)站來講，在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以在宣傳冊上疊加產(chǎn)品的3D模型，從而促使消費(fèi)者從多個(gè)角度對(duì)產(chǎn)品的功能以及作用進(jìn)行更加充分的掌握等［2］。該領(lǐng)域在發(fā)展過程中，核心的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要有以下三種：

首先，實(shí)時(shí)識(shí)別追蹤，其建立在人臉、動(dòng)作的基礎(chǔ)之上，三維空間注冊會(huì)針對(duì)特殊身體部位而展開，其有利于促使增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)試戴應(yīng)用在發(fā)型、虛擬3D服裝等領(lǐng)域得以完成。

其次，算法移植在移動(dòng)平臺(tái)和Web中的體現(xiàn)，這是建立在核心圖像識(shí)別追蹤算法基礎(chǔ)之上的，針對(duì)全平臺(tái)數(shù)字營銷方案相對(duì)適用。

最后，減少現(xiàn)實(shí)技術(shù)，不同的識(shí)別標(biāo)識(shí)具有識(shí)別追蹤的功能，在該技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，能夠有效的在畫面中去除識(shí)別標(biāo)識(shí)，同時(shí)促使周圍材質(zhì)效果的功能得以實(shí)現(xiàn)，促使融合效果在虛擬產(chǎn)品疊加的過程中得以實(shí)現(xiàn)。

（二）移動(dòng)導(dǎo)覽

近年來，智能手機(jī)給人們的工作及生活帶來了極大的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用建立在地理位置信息的基礎(chǔ)之上，在幫助使用者從多個(gè)角度全面的認(rèn)知周邊景觀的過程中，需要對(duì)虛實(shí)結(jié)合的功能進(jìn)行充分的應(yīng)用。在多種多媒體信息當(dāng)中，如歷史圖片、視頻、語音以及文字等，都能夠同現(xiàn)實(shí)景觀一起實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的融合展示，促使使用者在對(duì)智能手機(jī)的應(yīng)用過程中，能夠體會(huì)到互動(dòng)應(yīng)用的體驗(yàn)，這是傳統(tǒng)地圖導(dǎo)航軟件所無法提供的?，F(xiàn)階段，該領(lǐng)域當(dāng)中所應(yīng)用的核心技術(shù)包含以下幾種：

首先，三維空間注冊算法，其建立在傳感器6D0F運(yùn)動(dòng)追蹤以及移動(dòng)平臺(tái)內(nèi)置GPS基礎(chǔ)之上；其次，手持設(shè)備移植和優(yōu)化，其建立在圖像識(shí)別追蹤三維空間注冊算法的基礎(chǔ)之上；再次，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)人際交互界面設(shè)計(jì)，其建立在觸控小尺寸屏幕基礎(chǔ)之上［3］。

結(jié)論：綜上所述，近年來，各個(gè)領(lǐng)域積極加強(qiáng)了對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究，其已經(jīng)能夠被廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)人們的日常工作及生活造成極大的影響，鑒于此，本文積極加強(qiáng)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用研究，希望對(duì)我國的長期發(fā)展以及人民生活水平的提升起到促進(jìn)作用。

［1］胡智標(biāo).增強(qiáng)教學(xué)效果 拓展學(xué)習(xí)空間——增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究［J］.遠(yuǎn)程教育雜志，2014，02：106-112.

［2］申健.數(shù)字媒體未來發(fā)展趨勢——數(shù)字媒體與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2015，11：2755-2756.

［3］陳玉文.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在軍事裝備和模擬訓(xùn)練中的應(yīng)用研究［J］.系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2013，S1：258-262.