增強現(xiàn)實中地下結(jié)構(gòu)的可視化.pdf

1、城市地下結(jié)構(gòu)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它的安全運行是現(xiàn)代化城市高效率、高質(zhì)量運轉(zhuǎn)的保證。目前城市地下結(jié)構(gòu)的管理系統(tǒng)缺乏與真實環(huán)境同屏顯示的功能，工作人員難以將看到的實際地面環(huán)境與電子顯示系統(tǒng)中的地下管網(wǎng)結(jié)構(gòu)畫面對應(yīng)起來，因此大大降低其應(yīng)用價值。
　　 增強現(xiàn)實是一種通過計算機技術(shù)將數(shù)字化信息和真實環(huán)境融合到同一個屏幕空間的實時顯示技術(shù)。它通過提供一般情況下人類無法直接感知的信息，來增強人們對真實環(huán)境的理解，在醫(yī)療、建筑、檢測和軍事等

2、領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。通過相機的實時定標(biāo)，該技術(shù)可將虛擬的地下管線與捕捉的視頻畫面相疊加，給施工人員以身臨其境的直觀感受。雖然簡單的畫面疊加可展示地下管線的分布情況，但是它給人以管線懸浮在地面上的錯覺，且無法克服如同純虛擬顯示系統(tǒng)中的深度混淆問題。
　　 本文提出一個用于可視化城市地下結(jié)構(gòu)的增強現(xiàn)實系統(tǒng)。該系統(tǒng)將現(xiàn)有的地理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)碼成適合于三維繪制的中間數(shù)據(jù)，并在線生成三維模型。針對增強現(xiàn)實中可視化被遮擋物體時面臨的兩個主要問題：1)

3、遮擋和深度感知及2)保留和突顯重要信息，本文提出基于Focus& Context理論的X-Ray透視技術(shù)和基于豎直剖切面的可視化方法。本文改進傳統(tǒng)的X-Ray透視技術(shù)，同時從視頻圖像和三維虛擬物體中提取特征信息，并使用它們來提示虛擬地下結(jié)構(gòu)和地面物體之間的遮擋關(guān)系；在保留重要特征信息的同時，適當(dāng)?shù)販p少多余的細節(jié)，使信息的傳遞更為有效。受到工程圖學(xué)中剖視圖技術(shù)的啟發(fā)，我們又提出基于豎直剖切面的可視化方法。該方法允許用戶指定切面位置，根據(jù)視