加強現實技術（AR）及擴展應用

今天在新浪微博上和朋友提到了AR技術，轉載一篇不錯的文章。

 

在開始說加強現實（AR）以前，須要先說說虛擬現實（VR）

虛擬現實是從英文Virtual Reality 一詞翻譯過來的，簡稱VR。VR 技術是採用以計算機技術爲核心的技術，生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環境，用戶藉助必要的設備以天然的方式與虛擬世界中的物體進行交互，相互影響，從而產生親臨真實環境的感覺和體驗。

典型的VR 系統主要由計算機、應用軟件系統、輸入輸出設備、用戶和數據庫等組成。計算機負責虛擬世界的生成和人機交互的實現；輸入輸出設備負責識別用戶各類形式的輸入並實時生成相應的反饋信息；應用軟件系統負責虛擬世界中物體的幾何模型、物理模型、行爲模型的創建，三維虛擬立體聲的生成，模型管理及實時顯示等；數據庫主要用於存放整個虛擬世界中全部物體的各個方面的信息。

VR技術與三維動畫技術的本質區別在於其交互性上。三維動畫技術是依靠計算機預先處理好的路徑上所能看見的靜止照片連續播放而造成的，不具備任何交互性，即不是用戶想看什麼地方就能看到什麼地方，用戶只能按照設計師預先固定好的一條線路去看某些場景，用戶是被動的；而VR 技術則經過計算機實時計算場景，根據用戶的須要把整個空間中全部的信息真實地提供給用戶，用戶可依本身的路線行走，計算機會產生相應的場景，真正作到「想獲得，就看獲得」。

根據VR 技術對沉浸程度的高低和交互程度的不一樣，將VR 系統劃分了4 種類型：沉浸式VR 系統、桌面式VR 系統、加強式VR 系統、分佈式VR 系統。

而加強式VR 系統簡稱加強現實（Augmented Reality），就是咱們常常說的在手機上應用比較多的AR了。它既容許用戶看到真實世界，同時也能看到疊加在真實世界上的虛擬對象，它是把真實環境和虛擬環境結合起來的一種系統。AR中真實物體和虛擬物體與用戶環境必須無縫結合在一塊兒，並且真實物體和虛擬物體之間還要可以進行交互，這樣才能實現真正的虛實融合。所以加強現實系統具備虛實結合、實時交互、三維定向的新特色。

好，下面來重點說說加強現實（AR）

一個AR系統須要有顯示技術、跟蹤和定位技術、界面和可視化技術、標定技術構成。

跟蹤和定位技術與標定技術共同完成對位置與方位的檢測，並將數據報告給AR 系統，實現被跟蹤對象在真實世界裏的座標與虛擬世界中的座標統一，達到讓虛擬物體與用戶環境無縫結合的目標。爲了生成準肯定位，AR系統須要進行大量的標定，測量值包括攝像機參數、視域範圍、傳感器的偏移、對象定位以及變形等。

相對與智能手機而言，AR就是根據當前位置（GPS），和視野朝向（指南針）及手機朝向（方向傳感器/陀螺儀），在實景中（攝像頭）投射出相關信息並在顯示設備（屏幕）裏展現。其實現的重點在於投影矩陣的獲取。

固然，在實際開發的時候其實android系統已經將投影矩陣封裝的比較好了，能夠經過接口直接獲取投影矩陣，而後將相關的座標轉換算成相應的座標就能夠了。

移動加強現實系統應實時跟蹤手機在真實場景中的位置及姿態，並根據這些信息計算出虛擬物體在攝像機中的座標，實現虛擬物體畫面與真實場景畫面精準匹配，因此，registration（即手機的空間位置和姿態）的性能是加強現實的關鍵。移動AR的運做原理能夠如下面這個圖示簡單來講明。

OK，科普的事情作完了，下面再來講說AR到底有些啥搞頭

一、找到想去的地方

1.1找到我想去的那家店

Yelp Monocle 利用 iPhone 的攝像頭和數字羅盤把 Yelp 評分和實時的街景結合起來，這樣您就能夠找出五星級酒吧而不是誤入那些自覺得酷的小酒館了。

1.2找到個人車

當你把車停在路邊，並掏出手機啓動 Car Finder 時，軟件會記錄下你的 GPS 信息。以後，當你想在茫茫車海中尋找它時，Car Finder 會利用攝像頭，GPS，指南針，陀螺儀等多個傳感器把你引導至正確的位置。

1.3指引路徑

Wikitude Drive加強現實導航應用，用戶看到的不是地圖，而是前方街道的實時視圖，以及疊加在視頻上方的導航數據。如今已經在歐洲、澳大利亞、北美市場獲得了應用。

二、「碰」到虛擬的東西

AR SOCCER 虛擬顛球，就是你把屏幕對着一塊乾淨的地板，而後屏幕上會出現一個足球，如今你能夠用腳去踹它。

三、令現實按個人想法變化

3.1實景翻譯

Word Lens是一個實景翻譯的應用，不過目前只提供英語和西班牙語的相互翻譯。

3.2虛擬試衣

使用Zugara的虛擬試衣間很是簡單。你須要一臺帶攝像頭的電腦和一點空間，後退到離攝像頭4-5英尺的地方揮一揮手，你選中的衣物會自動「穿」到你身上。若是你以爲沒有「穿好」，你還能夠經過微調衣物的位置使其看起來與你更貼合。

3.3拍照

在使用「Farrago AR」時，用戶能夠輕鬆經過移動設備的觸摸屏對圖片內出現的物體進行旋轉、調整大小、修正等精細操做。並且，「Farrago AR」友好的用戶界面使得用戶能夠輕鬆創造出2D或者3D的圖片外物體。

四、把虛擬疊加到現實上

倫敦博物館出了一個加強現實的Apps，稱其爲「時光機器」，把手機對準當前所在的位置，那麼系統會幫你匹配當前位置幾十年前的樣子。

Layar Reality Browser 把攝像頭對準周遭的景物，Layar 會把各類數據找出來——巴士站、滑板公園以及房地產價格等等。

Wikitude 被稱爲「世界瀏覽器」，它能夠幫你探索周圍的環境，查找地標的資料。只要你舉起手機並打開攝像頭，屏幕上就會出現一些標記——包括維基百科詞條，帶 GEO 標籤的 Tweet，ATM 的位置。

Star Walk，加強現實的「天文互動指南」，利用GPS，指南針和陀螺儀教你辨別星座。 還有不少相似的遊戲，好比星球大戰AR版、AR Invaders（打飛碟）、AR Missile（×××毀人）、ARBasketball（實景籃球）….. 最後，說一下幾個基於AR作平臺的

一、高通

高通放出了android平臺和ios平臺上上的augmented reality develop kit。基於這個SDK開發人員更容易的運用智能設施中的攝像頭，開端出實在內容與虛構內容聯結的軟件利用。

二、Layar

Layar旨在打造的一個開放的加強現實的平臺，任何第三方均可以經過Layar的開發接口來打造基於Layar的本身的加強現實應用。目前其官方網站上列出的應用有2029個，其應用類型包括教育，遊戲，建築，藝術，交通，遊戲等等；你也能夠把Layar看作專門爲AR應用搭建的App Store，由於裏面的應用有免費的，也有收費的。

最後，說點扯淡的事情

移動硬件設備的發展使得人們在移動設備上的交互有了突破性的進展，以NFC、AR、裸眼3D等爲表明的一大批應用形態的涌現給這個領域帶來了最夠的新奇與動力，創造了全新的用戶體驗。而在移動產品的設計上，如何利用手機的硬件性能來創造突破性的產品將是將來決定移動產品設計師能力以及移動產品成敗的關鍵了。

原載：http://www.ikent.me/blog/3849

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