基于OGRE引擎的增強現(xiàn)實系統(tǒng)中虛實融合的研究.pdf

1、實現(xiàn)用戶與虛擬信息之間直接自然的交互是增強現(xiàn)實的一個重要目標(biāo)。它也可以理解為是把虛擬信息融入到真實世界中，使人們在真實世界中就能感知到虛擬物體的存在。
　　本文的研究是在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，基于OGRE圖形引擎實現(xiàn)效果良好的虛實融合效果。Ogre3D扮演了專注于處理三維空間場景的角色，本文的重點是利用OGRE構(gòu)建完全背景透明化的三維場景，并利用3DSmax制作3D實體模型，導(dǎo)出為OGRE可用的.mesh格式的模型文件，實現(xiàn)只有該3D模

2、型前置可見，然后與視頻實時畫面進行alpha混合，實現(xiàn)基本的虛實融合。
　　針對OGRE圖形引擎，實現(xiàn)對3D模型的控制，主要是利用鍵盤監(jiān)聽來實現(xiàn)與3D模型的簡單交互行為，取消鼠標(biāo)監(jiān)聽對本實驗的干擾，完成對3D模型的基本動作的映射，包括3D模型的放大縮小操作、旋轉(zhuǎn)、XYZ方向上的移動、觸發(fā)人物3D模型骨骼動畫。
　　三維注冊技術(shù)作為增強現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)之一，它是把計算機生成的虛擬物體等融合到用戶感知的真實世界中的一種技術(shù)。其中，

3、三維注冊的根本任務(wù)就是要確定虛擬模型在不同坐標(biāo)系中的坐標(biāo)關(guān)系，并實現(xiàn)該虛擬物體實時地顯示在正確的位置。由于本文的現(xiàn)實環(huán)境是由單目攝像機拍攝采集而成像，由于設(shè)備的原因，最終采用通過正確識別標(biāo)志特征的特征點后準(zhǔn)確定位其位置信息并保存成數(shù)字坐標(biāo)點，轉(zhuǎn)化成3D場景的世界坐標(biāo)，并將3D模型疊加到該場景中。
　　當(dāng)前，基于自然特征的增強現(xiàn)實效率低，本文通過對比分別采用基于ORB和SURF兩種不同自然特征注冊方法的實時效果，分析針對實時場景視頻

4、幀的特征識別效率和定位準(zhǔn)確性，強調(diào)SURF算法的尺寸不變性對指定的標(biāo)志進行特征提取和定位的重要性，有助于提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)運行準(zhǔn)確性和適應(yīng)性，但由于實時性要求，本文采用ORB算法，并指出了ORB算法的優(yōu)點和缺點，這也將成為將來提高系統(tǒng)性能的研究方向之一。
　　實驗的主要做法是提取視頻幀與基準(zhǔn)圖像中的ORB或者SURF特征點，然后使用漢明距離匹配，并利用RANSAC算法篩選得到最佳匹配點對，最后確定標(biāo)志特征的位置，結(jié)合3D場景的世界坐