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加强现实(Augmented Reality,简称AR),是指透过摄影机影像的位置及角度精算并加上图像阐明技能,让屏幕上的虚拟世界可以或许与现实世界场景举办团结与交互的技能。

这个词语最早被前波音公司研究员 Tom Caudell在1990年所利用。贸易加强现实体验最初是在娱乐和游戏业务中引入的,跟着电子产物运算本领的晋升,加强现实的用途也越来越广。 今朝对付加强现实有两种通用的界说。一是北卡大学传授罗纳德·阿祖玛(RonaldAzuma)于1997年提出的,他认为加强现实包罗三个方面的内容:

真实世界和虚拟世界的组合及时交互

虚拟物体和真实物体的准确3D配准

而另一种界说是1994年保罗·米尔格拉姆(Paul Milgram)和岸野文郎(Fumio Kishino)提出的现实-虚拟持续统(Milgram's Reality-Virtuality Continuum)。他们将真实情况和虚拟情况别离作为持续系统的两头,位于它们中间的被称为“殽杂实境”。个中接近真实情况的是加强现实(Augmented Reality),接近虚拟情况的则是扩增虚境。

技能硬件

加强现实的硬件组件包罗:处理惩罚器、显示器、传感器和输入设备。像智妙手机僻静板电脑这样的现代移动计较设备就包括了这些元素,这些元素凡是包罗相机和微机电系统(MEMS)传感器,如加快计、GPS和固态罗盘,使它们适合于AR平台。在加强现实中利用了两种技能:衍射波导和反射波导。

显示

加强现实在泛起上利用了各类技能,包罗光学投影系统,监督器,手持式设备和显示系统。头戴式显示器(HMD)即头显,大概是AR/VR规模呈现频率最高的词语,典范的头戴式显示器是一个护目镜可能头盔式的设备,HMD将物理世界和虚拟工具的图像安排在用户的视野上,可以实现虚拟现实(VR)、加强现实(AR)、殽杂现实(MR)等差异结果。

眼镜

可以在雷同于眼镜的设备上泛起加强现实场景。这些版本包罗利用摄像头截取真实世界视图并通过目镜从头显示其加强视角的眼镜,以及通过眼镜镜片外貌投射或反射AR图像的设备。

平视显示器

平视显示器(HUD)可显示数据而无需用户将视线从凡是的视线移开。平视显示器是加强现实技能的先驱,最早是在20世纪50年月为航行员开拓的,它将简朴的航行数据投射到他们的视线中,从而使他们可以保持“昂首”,而不是垂头看仪器。

隐形眼镜

显示AR成像的隐形眼镜正在开拓中。这些仿生隐形眼镜大概包括嵌入镜片的显示元素,包罗集成电路、led和用于无线通信的天线。第一个隐形眼镜显示在1999年由史蒂夫·曼申请专利,本规划与AR眼镜团结利用,但这个项目被放弃了,11年后的2010-2011年,[38][39]。另一种隐形眼镜是为美国军方开拓的,其设计目标是与加强现实眼镜共同利用,使士兵可以或许同时在眼镜上聚焦近眼的加强现实图像和遥远的现实世界物体。

在2013年消费电子展上,一家名为Innovega的公司也宣布了雷同的隐形眼镜,需要与加强现实眼镜团结才气事情。

MojoVision公司开拓了首款不需要眼镜共同利用的AR隐形眼镜,并在2020年消费电子展上公布并展示了这款隐形眼镜

虚拟视网膜显示器

虚拟视网膜显示器(VRD)是华盛顿大学人机界面技能尝试室开拓的一种小我私家显示设备。通过这项技能,显示器被直接扫描到观众的视网膜上。这将发生具有高判别率和高比拟度的豁亮图像。观众看到的好像是一个传统的显示器漂浮在太空中。

为了阐明VRD的安详性,举办了屡次测试。在一项测试中,选择部门视力丧失的患者——患有黄斑变性(一种视网膜退化的疾病)或圆锥角膜——利用该技能寓目图像。在黄斑变性组中,8名受试者中有5名更喜欢VRD图像,认为VRD图像更好、更亮,可以看到沟通或更好的判别率。角膜圆锥病人在利用VRD的屡次线测试中都能判别出较小的线,而不是本身的改正。他们还发明VRD图像更容易查察,也更清晰。颠末这些测试,虚拟视网膜显示被认为是安详的技能。

虚拟视网膜显示建设的图像可以在情况日光和情况房间光中看到。VRD由于其高判别率、高比拟度和高亮度的组合而被认为是用于外科手术显示器的优选候选方案。其他试验表白,VRD作为一种显示技能在视力较低的患者中具有很高的应用潜力。

手持式

手持式显示器对用户来说越发便携。今朝移动设备凡是回收视频透视式来实现加强现实(AR)最初的手持AR回收基准标志、和厥后的GPS单位和MEMS传感器,如数字罗盘和六自由度加快度陀螺仪。本日,同步定位和画图(SLAM)无标志跟踪器,如PTAM(并行跟踪和画图)开始投入利用。手持AR设备的两个主要优势是设备的便携性和照相手机的普遍性。缺点是,用户必需始终将手持设备举在眼前,同时,与通过眼睛调查的现实世界对比,广角摄像头的失真结果。

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