基于ARToolKit平臺的增強現(xiàn)實人機交互系統(tǒng)的若干問題研究.pdf

1、增強現(xiàn)實(AR)是一種將計算機產生的虛擬物體或信息與真實環(huán)境進行合成并對景象加以增強或擴充的技術。文中介紹了AR的基本概念、主要應用及研究現(xiàn)狀，分析了AR的關鍵技術及開發(fā)平臺。 本文分析了ARToolKit平臺的基本建模與渲染方法，指出了其存在的問題并進行了改進，將基于3DS的建模方法與基于可編程圖形硬件的Cg圖形渲染方法應用于ARToolKit平臺，設計并實現(xiàn)了一個基于單目視覺的桌面AR人機交互系統(tǒng)。本文的主要工作包括：

2、 1．研究了AR中基于視覺的跟蹤注冊方法，主要分析了標識物的識別及多個坐標系的矩陣轉換等問題。基于視覺的跟蹤注冊方法識別效率高，能夠滿足AR系統(tǒng)對實時性的要求。 2．分析了ARToolKit平臺的基本建模方法并對其進行了改進，將基于3DS的建模方法引入ARToolKit平臺。分析了3DS文件的基本結構、3D編輯器塊結構及關鍵幀塊結構，給出了系統(tǒng)實現(xiàn)以及實驗結果與分析。將3DS模型信息應用于AR系統(tǒng)的虛擬物體建模，提高了模型的復

3、雜度和建模的效率。 3．分析了ARToolKit平臺的基本渲染方法并對其進行了改進，將基于可編程圖形硬件與Cg語言的渲染方法引入ARToolKit平臺。分析并實現(xiàn)了Cg光照渲染、霧化渲染和變形動畫效果，給出了各部分的實驗結果及分析。將Cg應用于AR．系統(tǒng)的圖形渲染，提高了渲染效率，增強了AR場景的真實感。 4．將3DS模型信息的導入、基于Cg的圖形渲染、交互信息的分析與處理等模塊與ARToolKit平臺進行整合，設計并實