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文檔簡介
1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)技術(shù),將虛擬的信息呈現(xiàn)到現(xiàn)實(shí)世界中,使得虛擬的物體和真實(shí)的環(huán)境實(shí)時(shí)地疊加到同一個(gè)畫面或空間中。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下,不同于人類可以感知的信息。這種信息一般是三維的虛擬物體。所以,在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用中,虛擬物體的準(zhǔn)確注冊(cè)和正確繪制一直是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中的核心問題。而針對(duì)這個(gè)核心問題,以往一般都是通過保證三大一致性來實(shí)現(xiàn)的,即相機(jī)一致性、幾何一致性和光照一致性。這三大一致性覆蓋了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中虛實(shí)融合的方方面面。但是這
2、三大一致性的保證卻并不容易,尤其是其中的光照一致性。
由于相機(jī)一致性在日前的研究領(lǐng)域中已經(jīng)得到了比較好的解決,并且也有相應(yīng)的開源工具提供給我們使用,如PTAMM和ACTS,因此我們?cè)谙鄼C(jī)一致性上基本使用的是原有的工具。
本文的貢獻(xiàn)主要是如何保證幾何一致性和光照一致性。
1.幾何一致性:幾何一致性主要面對(duì)的是虛擬物體的“準(zhǔn)確注冊(cè)、高效創(chuàng)作”這一問題。為此,本文將開發(fā)具有空間一致性的集成式三維用戶創(chuàng)
3、作工具來解決該問題。首先提取自然特征,建立具有二維及三維信息的相對(duì)參照空間,然后識(shí)別已知尺度的標(biāo)志物,把相對(duì)參照空間轉(zhuǎn)化為具有空間一致性的絕對(duì)參照空間。通過與商用三維數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作工具的集成,實(shí)現(xiàn)高效的虛擬物體的構(gòu)建與注冊(cè)。同時(shí),該創(chuàng)作工具還可以設(shè)置感知繪制中的多重參數(shù),為之后的感知繪制提供非常重要的輔助作用。
2.光照一致性:光照一致性是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中影響虛擬物體繪制真實(shí)性的一個(gè)重要因素。當(dāng)現(xiàn)實(shí)光照過于復(fù)雜,導(dǎo)致光照的自動(dòng)提取
4、無法實(shí)現(xiàn)時(shí),本文通過感知繪制的方式來解決光照一致性的問題。通過對(duì)人類心理感知理論的研究,本文總結(jié)出了虛擬物體與真實(shí)物體之間影響觀察者感知的三大相互作用。即遮擋暗示、光影作用和相互運(yùn)動(dòng)。通過表現(xiàn)這三大相互作用,我們實(shí)現(xiàn)了讓觀察者在認(rèn)知上認(rèn)同的感知繪制方式。同時(shí),本文巧妙地提出了Ghost Object這一概念,構(gòu)建了虛擬世界與真實(shí)世界的橋梁。通過Ghost Object的引入,然后使用GPU的多遍繪制流程,很好地實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)融合的繪制效果。
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