增強現實(shí)技術(shù)讓視覺(jué)感受更真實(shí)

    也許有一天當我們戴上特殊的3D眼鏡在圓明園漫步時(shí)，就可以欣賞到當年圓明園皇家園林的宏偉風(fēng)貌。這并不是電影場(chǎng)景，而是“增強現實(shí)技術(shù)”可以帶給我們的奇妙體驗。北京理工大學(xué)的王涌天教授領(lǐng)導的研究項目正在致力于通過(guò)增強現實(shí)技術(shù)完成對于圓明園的虛擬重建。
 
    增強現實(shí)技術(shù)是計算機視覺(jué)、計算機圖形學(xué)等技術(shù)中近年來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它通過(guò)可以在真實(shí)場(chǎng)景中添加虛擬3D圖形，帶給用戶(hù)真實(shí)的感受。目前增強現實(shí)技術(shù)中應用最為廣泛的是“基于人工標志點(diǎn)”的增強現實(shí)技術(shù)。通過(guò)在場(chǎng)景中布置簡(jiǎn)單的人工打印的圖案，比如一個(gè)帶有內部編碼的正方形或者幾個(gè)三角形等，就可以在場(chǎng)景中添加各種虛擬3D物體。波音公司計算機服務(wù)研究和技術(shù)組將增強現實(shí)技術(shù)應用于飛機制造中的電力線(xiàn)纜的連接和接線(xiàn)器的裝配；Sony公司的最新PS3游戲《審判之眼（Eye of Judgement）》也是利用“基于人工標志點(diǎn)”的增強現實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的，此游戲在玩家身邊的真實(shí)環(huán)境中逼真的渲染出3D怪獸等游戲角色，受到了廣泛的好評。
 
    最近，北京理工大學(xué)的李玉博士在“基于人工標志點(diǎn)”的增強現實(shí)技術(shù)的研究上取得了重要突破?！队嬎銠C科學(xué)技術(shù)學(xué)報》（JCST）在2007年11月出版的第六期發(fā)表了這一研究成果――《基于射影不變量的標志點(diǎn)增強現實(shí)系統》。這一研究工作創(chuàng )造性的將射影不變量引入了人工標志點(diǎn)的識別技術(shù)中，利用提供注冊精度的對應特征點(diǎn)中加入標志點(diǎn)的識別編碼信息，從而可以更加充分利用人工標志點(diǎn)的內部面積。實(shí)驗顯示，與國內外各種現有技術(shù)相比，這種技術(shù)可以將“最小識別面積”縮小約1/3至一半，同時(shí)也能保證很高的場(chǎng)景跟蹤的精度。
 
    過(guò)去人工標志點(diǎn)增強現實(shí)技術(shù)在應用中碰到的主要問(wèn)題是，所需的標志點(diǎn)尺寸較大，影響場(chǎng)景的美觀(guān)，也會(huì )限制攝像機的運動(dòng)視野。通過(guò)這一創(chuàng )新技術(shù)，可以使人工標志點(diǎn)制作得更加小巧，從而使得應用更加便捷。同時(shí)也大大拓寬了攝像機的運動(dòng)范圍，可以在更遠的范圍內使用該系統。例如，如果在一個(gè)增強現實(shí)系統中原來(lái)需要16開(kāi)紙大小的標志點(diǎn)，應用此項技術(shù)則只需要32開(kāi)的大小就可以獲得同樣的精度。而如果此系統中都使用32開(kāi)大小的標志點(diǎn)，則可以允許攝像機在更遠的范圍內拍攝場(chǎng)景。