亦真亦幻的户外增强现实系统——圆明园的数字重建

增强现实技术是信息领域一个新兴的多学科交叉研究方向，具有虚实结合、三维注册、实时交互的特点，在医疗手术、工业设计、市政规划、军事仿真、教育培训、文化娱乐等领域具有广泛的应用前景。本文针对我国重要历史遗迹圆明园，提出通过户外增强现实系统来进行圆明园数字重建的解决方案。在阐述户外增强现实系统关键技术的基础上，描述了3种不同的用于数字重建的户外增强现实系统的体系结构和工作原理，包括定点式观察增强现实系统、手持式便携增强现实系统以及头戴式漫游增强现实系统。     

增强虚拟现实技术研究及其应用

增强虚拟现实技术,简称增强现实(augmented reality,AR)技术,是根据信息技术发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术.首先,简略介绍AR的概念及其发展情况,并根据已有的研究成果给出一个典型AR系统的软、硬件架构;然后,详细阐述AR的关键技术和相关理论,总结目前AR技术在各个领域中的应用,详细介绍课题组在AR应用系统开发过程中所做的重要工作;最后,分析当前AR应用中存在的难点问题,并展望AR技术的发展趋势和前景.     

基于弧形修正滤波的柱面AR码识别算法

AR码在增强现实系统、空间视觉定位系统中应用广泛,正确识别AR码是增强现实系统和空间视觉定位系统中实现物体识别和定位的关键技术,经典的AR码识别方法对于平面上的AR码有较高识别率,粘贴于柱面上的码由于在空间中发生畸变,经典的识别方法无法准确识别AR码所携带的信息,为此提出一种针对产生柱面畸变的AR码的识别方法.首先采用一种通过添加定位标志位的改进的AR码编码方法对AR码进行编码,利用弧形修正滤波算法对产生柱面畸变的AR码图像进行二维与三维空间校正,在获得校正后的AR码图像后,再利用AR码的行数与每个数据位之间长度的非线性关系对AR码进行划线分割,最后利用像素值统计法实现AR码的识别,并给出了相应的实验结果.实验结果表明,该方法对产生一定程度的柱面畸变的AR码具有鲁棒的识别效果.     

虚拟现实技术与增强现实技术在数字图书馆中的应用

图书馆数字化是不可避免的发展趋势,近年来,虚拟现实技术(VR)和增强现实技术(AR)与数字图书馆可以说是相当好的搭档,二者的结合,将会对文化、教育、科学领域的进一步发展提供强大力量。该文以虚拟现实技术与增强现实技术在图书馆中的应用为研究内容,通过分析相关技术的优势、实例应用,探讨基于AR、VR技术的数字图书馆发展思路。     

大数据未来七大发展方向

正物联网、智慧城市、增强现实(AR)与虚拟现实(VR)、区块链技术、语音识别、人工智能、数字汇流是大数据未来应用的七大发展方向。大数据不仅意味着海量、多样、迅捷的数据处理,更是一种颠覆的思维方式、一项智能的基础设施、一场创新的技术变革。物联网、智慧城市、增强现实(AR)与虚拟现实(VR)、区块链技术、语音识别、人工智能、数字汇流是大数据未来应用的七大发展方向。     

日臻成熟的XR技术

正所谓XR(扩展现实)技术,它其实是VR(虚拟现实)、AR(增强现实)和MR(混合现实)的合称。VR技术现已广泛应用于医学、影视娱乐、航天、室内设计等领域。它利用头戴设备模拟真实世界的3D互动环境,与3D电影相比,更注重互动。AR技术是将真实世界信息和虚拟信息巧妙融合的技术。真实世界和虚拟世界的信息相互补充、叠加,使真实环境和虚拟物体同时显示在同一画面里,兼具互动性,从而极大地提升了展示效果。     

基于AR的智能安全巡检系统

针对化工企业日常工作的重要一环—设备运维和企业安全巡检工作中存在的效率低、规范性差等问题和现有方式的监管难、档案管理难等弊端,结合目前发展迅速的增强现实技术(augmented reality,AR)技术,同时运用音视频即时通讯远程协助和图像识别技术,设计了能够较好解决上述问题和弊端的AR智能安全巡检系统。参考危险与可操作性(HAZOP)、保护层分析(LOPA)和故障模式及影响分析(FMEA)报告,开发了一套从制定、发布到执行、审核的完整的巡检任务流程和AR巡检系统,可帮助企业更好地落实安全管理工作。     

AR系统中并行技术的应用研究

AR(Augmented Reality增强现实)系统运行时包含很多图形、图像的相关计算任务，要求系统实时完成，这个问题在基于PC的AR系统中更为突出。为了提高IP(1mage Processing图像处理)计算的实时性，提出了一种可行的并行解决方案。硬件上采用基于SMP(Symmetric Multiple Processor对称多处理器)的Cluster结构，算法上运用并行图像算法。在Windows操作系统下用多线程和MPI(Message Passing Interface消息传递接口)技术，设计了并行图像算例实验，并对这两种方法进行了综合比较。     

增强现实地理信息系统

地理信息系统（Geographical Information System, GIS）与增强现实（Augment Reality, AR）技术的结合将推动户外AR系统的发展,同时也将为地理信息科学的发展开辟新的方向,两者结合的结果即为增强现实地理信息系统（Augment Reality Geographical Information System, ARGIS）。作者提出了明确的ARGIS概念、组成结构及研究框架,并进行了详细讨论,另外就其研究背景、相关研究现状及其发展的重要性进行了阐述。     

增强现实(AR)技术在高校基础实验教学中的应用

增强现实(AR)技术的出现或可为高校基础实验教学带来一场教学方式的革命。通过研究国内外相应的研究成果并结合实验教学实践对AR技术在高校基础实验教学中的应用进行了探索,发现AR技术因其能实时指导学生实验操作、增强学生实验兴趣、提升学生实验专注度,在基础实验教学中具有独特优势。但是因为实验教学工作者的意识和相应的技术研发存在不足,阻碍了AR技术在实验教学上的应用,因此需要通过提高认识和加快相应的研发工作来推动AR技术在高校基础实验教学中的应用。     

增强现实单向物理交互技术的研究与实现

增强现实技术可以将计算机产生的虚拟物体或信息与真实环境进行合成,是由虚拟现实技术发展出来的新研究领域.AR系统中真实物体和虚拟物体除了实现视觉上的融合之外,还要能够实现虚实物体间的交互.本文介绍了增强现实环境下真实物体对虚拟物体的单向物理交互技术及相关原理,并给出了其在单目视觉系统及ARToolKit平台下的具体实现。     

An Empirical Study on Augmented Virtuality Space for Tele-Inspection of Built Environments

This paper describes an empirical study on an augmented virtuality (AV)-based system dedicated for tele-inspection of built environments. This system is regarded as a solution that allows users to experience the real remote built environment without the need of physically stepping into that actual place. Such experience is realized by using AV technology to enrich the virtual counterparts of the place with captured real images from the real space. Those integrated into the AV environment are real photos that represent key landmarks/features of the real place, live video streams of on-site crew, and 3D virtual design geome-tries. The focus of this paper is the implementation and evaluation of the AV system in its current state as compared with traditional photo-based methods. Results from this preliminary empirical study show that the AV system achieves good overall satisfaction, although it involves certain general usability issues.     

元宇宙技术及应用研究进展

元宇宙(Metaverse)是一个虚拟时空的集合,由一系列的增强现实(Augmented Reality, AR)、虚拟现实(Virtual Reality, VR)和互联网(Internet)组成,是一个平行于现实世界运行的人造空间,也被认为是互联网的下一个阶段,是由AR、VR、3D等技术支持的虚拟现实的网络世界。自2021年以来,国内外掀起了研究元宇宙的热潮。本文介绍了元宇宙的起源和定义、发展元宇宙的意义、元宇宙的技术体系、发展面临的问题和风险等;重点分析了元宇宙的主流技术体系和典型应用场景,列举了相关研究成果和观点;最后给出了元宇宙未来的研究方向。     

虚拟装配系统及其关键技术

基于约束识别和混合建模思想开发了一个虚拟装配系统(VAE)．分析并构建了系统的功能模块和体系结构，研究了特征和网格混合建模、约束识别和求解以及实时碰撞检测等支撑VAE的关键技术，据此开发了基于PowerWall硬件系统的VAE原型系统．该原型系统可以完成产品的装配工艺规划和装配操作培训，并具备简单的参数化几何建模功能．     

扩充现实技术在工程评价方面的应用

认为扩充现实 ( Augmented Reality,AR)是计算机领域的前沿课题之一 ,它使观察者能够同时看到真实世界以及扩充了真实世界的、来自于计算机模型的信息 ,从而具有更丰富的信息空间 ;与传统的虚拟现实相比 ,它具有更强的真实性 ,大大提高了仿真效率 .首次提出了 AR技术在工程评价方面的应用 ,论证了基于仿射表示的 AR方法及其对工程评价的应用 ,其结果表明 ,AR技术为工程评价开辟了广阔的前景 .     

基于AR技术的大型地下停车场反向寻车系统设计

为有效解决大型地下停车场反向寻车困难的问题,设计了以AR技术为核心的大型地下停车场反向寻车系统。通过线圈探测器、视频图像识别技术和Wi-Fi定位技术分别准确定位车辆车位信息和车主位置信息,使用现实增强(AR)技术将虚拟的导航路线实时匹配到真实的停车场环境中,通过微信平台实时传输相关信息与用户进行交互,实现路线导航的三维立体化。仿真结果表明,该地下停车场的反向寻车系统可有效辅助车主快速、准确地寻找到自己的车位。     

分布式联合虚拟参考咨询系统的建设

随着数字图书馆建设的进一步发展 ,虚拟参考咨询系统的重要性已日渐显现 ,而作为集团化工作的联合虚拟参考咨询也为国内外团体所接受 ,联合虚拟参考咨询通过图书馆网络为用户提供不受地区、时间限制的专业咨询服务 .介绍了联合虚拟参考咨询的国内外情况 ,并重点介绍了分布式联合虚拟参考咨询系统的建设设想     

数字城市整体构架与关键技术

探讨了数字城市的基本概念,论述了数字城市的多层次系统构成以及空间网络结构体系,指出在系统构成上,数字城市可划分为基础层、专题层和综合层等多层次结构;在空间框加相,数字城市可采取集中式与分 工相结合的网络体系结构,地理信息系统、遥感、虚拟现实、网络和多嫖体及数据库等多种技术的高度集成与应用,是实现数字城市的关键。     

数字泰山虚拟漫游系统分析与设计

阐述了数字泰山虚拟漫游系统的设计思想,论述了实地数据收集、图像采集和模型制作等模块的实现方法,详细介绍了泰山虚拟场景中主要模型的构造方法,实现了数字泰山虚拟漫游,用户在与系统交互的过程中能有一种身临其境的真实感.