增强现实技术在校园文化建设上的应用与实现-开题报告

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1、一、论文来源的课题名称及类型：(属于国家、省、市、学校、自选中的哪一种？)论文课题名称：增强现实技术在校园文化建设上的应用与实现类型：自选二、研究目的和意义：增强现^(AugmentedReality,简称AR)是将虚拟事物叠加到真实环境小从而实现虚实融合效果，它是在虚拟现实(VirtualReality,简称VR)基础上发展起来的一种新兴技术，近年来已经成为计算机视觉、计算机图形学等领域的一个研究热点。增强现实技术的应用领域非常广泛，从博物馆展览、医疗上的远程手术、工业上的训练指导等应用领域，到一些与人类生活更为接近的领域：如新闻、娱乐以及教育事业。美国巴特尔研究所在一项研究报告屮

2、列出10个2020年最具战略意义的技术趋势，这些趋势将决定着未来一个时期的社会发展特征，其小排名第10位的便是增强现实技术。因此增强现实技术的研究就成为一个必然的趋势。近年来随着计算机视觉的快速发展，人们越来越希望能够以方便快捷的方式了解信息内容以及更深刻的视觉体验和实时交互，增强现实技术为校园宣传文化和传播知识提供了强有力的技术支撑，在学校里，学校展览馆需要摆脱展览文字信息，教室需要虚拟的多媒体课程，校园需要虚拟学校整体布局，如果将计算机生成的焜拟物体或场景信息叠加到真实场景屮，从而实现对现实的增强，也极大增强趣味性。增强现实技术具有虚实结合、实时交互以及三维注册的特点。无论是实时

3、交互还是虚实结合，它都需要虚拟物体能和现实场景具右一个良好的配准关系。但是三维注册直接关系到一个增强现实系统的成功与否，因此三维注册就成为一个增强现实技术小至关重要的技术，所以对增强现实小的三维注册算法的研究就显得更为重要。同时，PC机以及网络摄像头的普及，已经满足基于标识的AR系统的基本耍求。这些使基于标识的AR系统成为推广AR应用的首选。我们能把我们的校园建设、学校历史、人文关怀等方面直接融入我们的生活。通过增强现实技术扫描校园建筑，就可以重现建筑遗址，追溯校园的丿力史故事，查看别人在此地留下的留言合影。I佃且针对外来游客，通过增强现实技术可以获知想去地方的路线，最近的体育馆在哪

4、里等等。三、国内外研究现状和发展趋势：20世纪90年代末，增强现实领域的研究者们开始集会在一系列每年召开的和增强现实相关的国际研讨会和工作会议上，其中包括国际增强现实工作会议(IWAR)、国际增强现实研讨会(ISAR)和国际混合与增强现实会议(IsMAR)等，这些会议很大程度上促进了增强现实研究的发展。现在国外研究增强现实系统的主要单位有德国SIEMENSAG、美国微软公司、美国MIT大学、美国哥伦比亚大学、澳大利亚Vienna大学、日本Nom协会等，这些单位已经在增强现实系统的摄像机校止算法、硬件平台的应用、视觉跟踪技术等方面取得了进一步的成果。目前,国内研究增强现实系统的单位有北

5、京理工大学、浙江大学、小国科学院计算机研究所、国防科技大学、西安石油学院、电了科技大学、华中科技大学、上海大学等，国内对增强现实技术的研究处于起步阶段。据统计，从1995年至今，涉及增强现实系统的国际专利多达一•百多篇，美国公开的专利也涉及了增强现实显示技术，他们用摄像机定位物体位置并报告给连通的计算机以呈现图像,同时让计算机模拟出天气、险情等三维场景，经过增强现实技术处理后的画面将真实场景与虚拟场景进行无缝融合让观众有深深的身临其境的感觉.H前增强现实技术研究屮一种虚实结合的方法是基于人工标志点的增强现实技术，另一种是基于口然特征的注册方法。基于标识算法在增强现实小，基于标识的三维

6、注册技术口前正在不断完善屮，日本广岛城市大学和美国华盛顿大学联合开发的ARToolkit和加拿大国家研究院的MarkFiala开发的ARTeig是目前广泛应用于基于标识的三维注册技术中两个重要的开发包•被国内外学者广泛应用于各种场合，例如MarkFiala发明了ARTag,利用ARTag的可自动校正的投影设备，华小科技大学任波设计的基于AR-ToolKit的样板房展示系统。该技术利用光学跟踪原理，利用标记实现虚拟物体的精确注册的技术，是一种较为成熟的技术，并在室内、室外到移动应用等环境都得到了广范应用。如索尼公司的最新PS3游戏EyeofJudgement就是基于该技术进行的研究，此

7、游戏在真实环境中逼真地渲染出3D怪曽的游戏角色，受到了广泛的好评。这种方法具体是指在真实的环境中设置人工标志物，通过获得标志物信息，从而获得注册所需的信息而达到注册目的。视觉标记的识别过程包括输入图像、输出图像标记的包围框和特征点的坐标。这个过程的设计要求是具有较好的精度，满足实时性要求，其中实时性要比精度更重耍一些。ARTOOLKIT是一种成熟的基丁•标记识别注册应用的AR系统，由华盛顿大学TheHumanInterfaceTechnologyLab(H