增强现实技术的应用

摘　要：随着计算机技术的发展，增强现实技术逐渐成为下一代人机接口技术发展的主要方向之一。增强现实技术使用户可以容易地进入人们本来不能进入的微观世界，以及人们不能直接进入的特殊环境，并为人们的研究工作构造理想的交互环境，比如观察分子立体结构、探索基因芯片本质的增强现实系统等。增强现实技术与计算机图形学、人机交互技术、网络多媒体技术相结合，广泛应用于医学、军事、工业、娱乐等方面。

关键词：增强现实技术；广泛应用
1.什么是增强现实技术
　　增强现实技术(Augmented Reality，简称AR)是在VR技术基础上发展起来的一项新技术，它将计算机生成的场景融合到真实世界中，对真实世界起到扩张和补充的作用，而不是完全替代真实世界，从而强用户对现实世界的认知感。与VR技术相比，增强现实技术具有真实感强，同时通过多种方式与虚拟物体进行空互。
2.增强现实技术的应用领域。
　　2.1医学研究
　　由于成像技术在医疗方面的普遍应用，增强现实技术也发展成为辅助医疗的一种重要手段，在医学领域得到广泛应用，它可作为一种可视化的手术辅助工具，用图像来指导外科手术的完成。使用表面感应器，像MRI，CT．实时地搜集病人的三维数据信息，片实时地绘制成相应的图像，融合到对病人的观察中。协助医生在可视化环境下精确完成手术，赋予医生“透视功能”，使医生更加具体地了解病人体内的情况从而确定手术的精确位置。它将人体结构解剖研究的数据可视化，并准确地显示在患者的相应位置，使医生可以清晰地看到患者病灶位置的全景情况，这样不仅可以帮助实习医生详细了解患者的解剖结构，并且可以在技术条件理想的情况下帮助手术医生准确定位手术部位，增强现实技术可以使医生只需要很小，甚至不需要任何手术切口。可见增强现实技术在医学领域的应用对提高医学水平和临床技能有着重要作用。
　　2.2机械制造，维修
　　在中国，增强现实技术在工业方面的研究也非常活跃，大型复杂机械的组装、维护和检修是AR技术另一个具有广阔应用前景的领域。在大型机械装配过程中，经常性地查看大量的技术手册和说明，影响装配的效率。利用AR技术可以将大量的注释注解绘制成3D图形重叠在机械上，这些由计算机生成的图像和附加的文字比安装手册更加生动，对技术人员的指导更加清楚直观，利于简化技术人员的工程难度，提高技术人员的工作效率及完成质量。
　　2.3注解和可视化
　　利用AR技术，可以用公共或私有的信息对物体和环境进行注解．这些注释可以贴在特定时象上，该对象带着跟踪设备．使计算机知道它的准确位置。当它移动时，提示有相关信息注释也随之移动。增强现实技术有助于可视化任务的完成。通过相应的设备来观察的建筑师，能够以各种视角观察一个新的摩天大楼。如果数据库包括该建筑结构的所以详细资料，建筑师就可以看到“X射线版”的大楼，可以看到管道的铺设，电子线路的布局以及墙的结构。
　　2.4机器人和遥控技术
　　机器人遥控一直是个难题，尤其是当机器人的活动线路较长，距离较远时，通讯连接存在较大延迟。在这种情况下，选择对机器人直接进行控制，不如选择对机器人的虚拟模型进行控制。而运用AR技术，用户不用直接控制机器人，而是控制虚拟版本机器人的行为，产生的效果可以直接融入到真实世界中，一旦确定，用户再通知真正的机器人执行该运动。这样可以避免由于发布指令而产生较长延迟所带来的振荡，并且在虚拟条件下，用户就可以指示真正的机器人去执行指定的任务。
　　2.5商业
　　AR在商业方面应用广泛，如；虚拟演播室，把演员和虚拟场景实时地以3D方式融合起来；虚拟广告，在播放的电视图像中的指定区域插入广告}对历史的场景和事件进行重现f室内设计，先拍摄室内环境，然后用AR技术对室内进行布置，预览布置的效果．　　
　　2.6军事
　　在军事方面，AR也有广泛的用途。对于飞行训练，美国军方目前正在从事AR技术的目标跟踪研究，从而给军用飞机上装载的武器装备提供瞄准路径方面的增强信息，并达到开阔飞行员视野和提供导航信息的目的，甚至可以对环境中的目标提供更好的跟踪与定位，提高武器的瞄准精度等。随着AR技术研究的深入，未来的AR系统就可以运用在室内或室外的任何环境，不必局限于驾驶舱等狭小的空间。在战场上，头盔显示器可以给士兵提供战场的辅助信息，例如，士兵身上带有计算机系统和GPS，当他走到一座建筑物前，身上的GPs可以准确的给出他的具体位置，并与计算机中存储的数字地图相匹配，然后调用数据库检索出此建筑物的名称及内部结构，最后把这些信息显示到他的眼前，这些信息可以帮助他进行野外训练及协同作战。起到了导航、测距、目标搜索等非常关键的作用。
3.结语
　　综上所述增强现实技术在工业设计、机械制造、建筑．教育和娱乐等领域都有着广泛的应用前景，而且它不仅提供了一种更容易实现的虚拟现实的方法．更代表了下一代更易使用的人机界面的发展趋势。
参考文献：
[1]王涌天，刘越，胡晓明户外增强现实系统关键技术及其应用的研究[J]系统仿真学报，2003，3：329—333
[2]周雅，闫达远增强现实系统显示技术探讨[J]计算机工程与应用，2003，15：35—38

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