增強現(xiàn)實系統(tǒng)中跟蹤注冊與虛實物體遮擋及景深問題研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術(shù)是將計算機(jī)生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實世界場景中，增強用戶對現(xiàn)實世界的感知。增強現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有跟蹤注冊技術(shù)、光照技術(shù)、顯示技術(shù)等等，早期的研究大多集中在跟蹤注冊問題上，近年來，隨著研究的不斷深入，研究工作逐漸擴(kuò)展到其他方面，如何通過改善場景中的光照、遮擋、景深等效果，提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)畫面的視覺一致性、使最終用戶看到的虛實融合場景更加逼真柔和，成為新的研究熱點。 本文以提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)融合場景的真

2、實感為目的，分別從虛實注冊精度的提高、虛實遮擋和景深三個方面進(jìn)行了深入的研究和討論。本文的主要工作集中在： 1、要提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)中虛實注冊的精度，準(zhǔn)確的計算系統(tǒng)中多個坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系、準(zhǔn)確的跟蹤用戶視點的位置，是跟蹤注冊中的兩個重要環(huán)節(jié)。然而跟蹤系統(tǒng)本身的缺點導(dǎo)致在這兩個環(huán)節(jié)中都無可避免地存在測量或計算上的誤差。為此，本文提出了一種自適應(yīng)空間網(wǎng)格線性插值法對磁力跟蹤器進(jìn)行校正。 2、實現(xiàn)虛實物體之間的相互遮擋，能豐

3、富合成場景的三維層次效果、能使用戶獲得對場景在縱深距離上的感知，提高用戶沉浸感。對于光學(xué)透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)，目前國內(nèi)外解決該問題的主要思路之一是對真實場景事先建模。但在以前的研究工作中這種方法只能用于靜態(tài)的真實場景，本文從項目的需求出發(fā)，利用磁力跟蹤和數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，使這種方法可以用于有實時人機(jī)交互的動態(tài)場景，拓寬了此方法的適用范圍。 3、在景深方面，本文首先推導(dǎo)了景深的公式，分析了影響景深的因素，然后，在OpenGL中創(chuàng)建一個