增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中跟蹤注冊(cè)與虛實(shí)物體遮擋及景深問題研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體、場景或系統(tǒng)提示信息疊加到真實(shí)世界場景中，增強(qiáng)用戶對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的感知。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有跟蹤注冊(cè)技術(shù)、光照技術(shù)、顯示技術(shù)等等，早期的研究大多集中在跟蹤注冊(cè)問題上，近年來，隨著研究的不斷深入，研究工作逐漸擴(kuò)展到其他方面，如何通過改善場景中的光照、遮擋、景深等效果，提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)畫面的視覺一致性、使最終用戶看到的虛實(shí)融合場景更加逼真柔和，成為新的研究熱點(diǎn)。 本文以提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)融合場景的真

2、實(shí)感為目的，分別從虛實(shí)注冊(cè)精度的提高、虛實(shí)遮擋和景深三個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究和討論。本文的主要工作集中在： 1、要提高增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中虛實(shí)注冊(cè)的精度，準(zhǔn)確的計(jì)算系統(tǒng)中多個(gè)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系、準(zhǔn)確的跟蹤用戶視點(diǎn)的位置，是跟蹤注冊(cè)中的兩個(gè)重要環(huán)節(jié)。然而跟蹤系統(tǒng)本身的缺點(diǎn)導(dǎo)致在這兩個(gè)環(huán)節(jié)中都無可避免地存在測量或計(jì)算上的誤差。為此，本文提出了一種自適應(yīng)空間網(wǎng)格線性插值法對(duì)磁力跟蹤器進(jìn)行校正。 2、實(shí)現(xiàn)虛實(shí)物體之間的相互遮擋，能豐

3、富合成場景的三維層次效果、能使用戶獲得對(duì)場景在縱深距離上的感知，提高用戶沉浸感。對(duì)于光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，目前國內(nèi)外解決該問題的主要思路之一是對(duì)真實(shí)場景事先建模。但在以前的研究工作中這種方法只能用于靜態(tài)的真實(shí)場景，本文從項(xiàng)目的需求出發(fā)，利用磁力跟蹤和數(shù)據(jù)手套等設(shè)備，使這種方法可以用于有實(shí)時(shí)人機(jī)交互的動(dòng)態(tài)場景，拓寬了此方法的適用范圍。 3、在景深方面，本文首先推導(dǎo)了景深的公式，分析了影響景深的因素，然后，在OpenGL中創(chuàng)建一個(gè)