一种基于标识的增强现实交互方法

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1、第28卷第1期2011年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityVOI．28No．1Feb．20l文章编号：2095—1248(2011)OI一0063-04一种基于标识的增强现实交互方法石祥滨，杨磊，朱孔春(沈阳航空航天大学计算机学院，辽宁沈阳110136)摘要：增强现实系统中。不同标识上虚拟物体交互行为比较单一．且大多根据标识间的距离控制交互，当系统中标识增多时。系统的运行效率将大大降低。本文将虚拟现实中的感知技术引入到系统中．为虚拟物体建立了一种基于空间距离的感知模型．将标识间的距离分级，虚拟物

2、体对处于自己感知域内不同距离级别上的其它虚拟物体采取不同的交互行为。实验结果表明，该方法可以丰富虚拟物体的交互行为，同时满足系统实时性需求。关键词：增强现实；三维注册；人机交互；感知模型中图分类号：TP393文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．20II．01．013AMark-basedInteractionMethodforAugmentedRealitySHIXiang—bin，YANGLei，ZHUKong-chun(SchoolofComputerScience，ShcnyangAerospaceUniversi

3、ty，LiaoningShenyang110136)Abstract：Inallaugmentedrealitysystem，interactionsbetweenvirtualobjectsondifferentmarksarerela-tivelyunitaryandmailycontrolledbymarkdistancereadings．Asmarksinthesystemincrease，itsoperatingefficiencywillbegreatlyreduced．Introducingtheperceptiontechnologyofv

4、irtualrealityintothesystem，thispaperestablishesaperceptionmodelforvirtualobjectsbasedonspacedistance．DistancebetweenmarksisgradedSOthatwithintheirperceptiondomains，virtualobjectsadoptdifferentinteractionswithothervirtu—alobjectsatdifferentdistances．Experimentalresultsshowthatthism

5、ethodcanenrichtheinteractionbe—tweenvirtualobjectsandmeetthereal．timerequirementsofsystem．Keywords：augmentedreality；3Dregistration；human—computerinteraction；perceptionmodel增强现实技术(Augmented—Reality，AR)能够将计算机生成的虚拟物体叠加在真实场景之上，同时通过显示设备将一个感观真实的新环境呈现给观察者，该技术产生一种新型的人机交互方式⋯。目前，增强现实技术在医学、军

6、事、工业、教育和娱乐领域中应用十分广泛。例如在医学方面，医生利用增强现实技术轻易地进行手术部位的精确定位；在工业维修领域，通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。增强现实在带给人们感官上满足的同时，人们越来越希望能够直接参与其中。作为增强现实的一个关键技术，实时交互技术可以满足用户与真实场景中的虚拟对象之间自然交互的需求¨J。目前流行的增强现实交互技术有两种。分别是基于硬件的交互和基于计算机视觉的交互。基于硬件的交互需要电磁式或光学式等跟踪设备，这些设备比较昂贵且比较笨重，使交互操作受到一定的

7、限制。基于计算机视觉的交互包括基于自然特征的交互和基于标识的交互【2J。基于标识的交互方法尽管受到标识的限制，但这种方法易于实现且速度快而稳定，目前已得到广泛应用。收稿日期：2010—1l一20基金项目：辽宁省教育厅科学技术研究项目(项目编号：2008558)；中航～集团航空科学基金(项目编号：2008ZC54008)；沈阳市科学技术计划(项日编号：1091185一I一∞)作者简介：石样滨(1963一)．男．辽宁普兰店人．教授．主要研究方向：分布式系统、大规模网络游戏．E-mail：sxb@syiae．edu．cn。沈阳航空航天大学学报第28卷1基于标识的

8、交互技术研究近年来，许多设计人员通过利用传感器等交互设备来实现与虚