作為人物交互(HTI)通道的核心技術(shù)體系,AR其實就是需要解決識別并跟蹤定位需要交互和已經(jīng)關(guān)注的現(xiàn)實場景目標(biāo),并根據(jù)手勢或語音等交互方式完成意圖的傳遞,以最終實現(xiàn)結(jié)合現(xiàn)實場景目標(biāo)信息疊加的顯示。
隨著應(yīng)用場景的進一步拓展,以及應(yīng)用場合的不斷豐富,包括多人的長效體驗,AR 的核心技術(shù)體系,特別是考慮到云端處理,也逐漸豐滿和清晰。
在垂直應(yīng)用領(lǐng)域可以清晰可見的AR核心技術(shù)體系包括:
三維語義注冊:對現(xiàn)實場景的語義和空間理解和重構(gòu) ;
三維融合生成:完成結(jié)合現(xiàn)實場景的數(shù)字信息生成和疊加 ;
人機實時交互技術(shù):用戶可與真實世界甚至虛擬物體進行實時的自然交互。
三維語義注冊:對現(xiàn)實場景的語義和間理解和重構(gòu)
三維語義注冊,包含了對于實景的三維結(jié)構(gòu)恢復(fù)和重建,以及虛擬環(huán)境的實時三維注冊技術(shù)兩個部分。
其中三維結(jié)構(gòu)的恢復(fù)和重建常常用來建立實景與觀察者視野(相機)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,為虛擬物體與現(xiàn)實空間的三維注冊奠定基礎(chǔ)。
其包含了多視圖幾何原理的遵循,以及圖像的特征點的提取和匹配、運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)、三維幾何重建、表面紋理重建等核心技術(shù)。
近年日益普及的深度傳感器對于高效和準(zhǔn)確的完成三維重建存在積極作用,但傳感器本身精度的差異化,以及當(dāng)前技術(shù)所能達到的精度范圍,還需要探索有效方法以實現(xiàn)最終場景精確的稠密重建。
其中虛擬環(huán)境的三維注冊技術(shù)常常用來實現(xiàn)讓虛實環(huán)境共享同一空間坐標(biāo)系,以實現(xiàn)將虛擬景物嵌入其中的目的。
其包含了同時定位與地圖構(gòu)建(SLAM),平面標(biāo)志物的檢測和識別與跟蹤,以及三維實物的檢測、識別與跟蹤等核心技術(shù)。
目前三維實物的跟蹤已逐步進入實用化的階段,但在工業(yè)界的大規(guī)模應(yīng)用尚有距離。
三維融合生成:結(jié)合現(xiàn)實場景的數(shù)字信息生成和疊加
三維融合生成,包含了虛擬物體的繪制、現(xiàn)實環(huán)境的光照估計、虛實視覺融合和信息與現(xiàn)實環(huán)境的融合顯示技術(shù);同時空間增強實現(xiàn)技術(shù)也與其密切相關(guān)。
其中空間增強實現(xiàn)技術(shù)涉及空間增強實現(xiàn)的具體方式,包含光學(xué)穿透方式、以及光場方式和多投影呈現(xiàn)方式,同時也包括投影畫面的幾何校正和顏色校正技術(shù)等核心技術(shù)。
隨著 AR 服務(wù)從功能傾向逐步向體驗傾向的轉(zhuǎn)移,三維融合生成的技術(shù)重要性就顯得愈加重要,通過準(zhǔn)確實現(xiàn)融合光源和周圍環(huán)境的虛擬數(shù)字化對象的形狀、位姿、材質(zhì)和紋理,真實感將躍然眼前。
原文標(biāo)題:AR 技術(shù)核心框架
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