基于NyARToolkit的實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)動(dòng)員仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一個(gè)前沿研究分支。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)通過(guò)三維圖形技術(shù)和視覺(jué)跟蹤技術(shù)，將虛擬物體與現(xiàn)實(shí)景象相結(jié)合，使得三維虛擬圖形與現(xiàn)實(shí)的周遭環(huán)境從視覺(jué)上完美地融合在一起，以此達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的效果，人們可以通過(guò)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)來(lái)與虛擬物體產(chǎn)生互動(dòng)。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)具有虛實(shí)結(jié)合與實(shí)時(shí)交互的特點(diǎn)，在醫(yī)療、教育、工業(yè)、國(guó)防、娛樂(lè)等許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的不斷進(jìn)步，實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)成為了可能。由于其廣泛的應(yīng)用前景和飛速發(fā)展的

2、時(shí)代背景，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用有很大的需求，因此增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)研究有重要意義。
　　本文針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中引起注冊(cè)錯(cuò)誤的光學(xué)畸變、攝像機(jī)姿態(tài)檢測(cè)誤差、系統(tǒng)延遲三大問(wèn)題分別進(jìn)行了基于模式化的棋盤(pán)圖像的攝像機(jī)標(biāo)定、攝像機(jī)姿態(tài)檢測(cè)算法中和注冊(cè)算法分析，通過(guò)理論研究找到性能和穩(wěn)定性的平衡，并且設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)程序原型。同時(shí)，針對(duì)目前普遍存在的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)效率較低，可用性差的問(wèn)題，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識(shí)邏輯支持類(lèi)庫(kù)，支持三種動(dòng)態(tài)狀態(tài)切換機(jī)制，有效改善了開(kāi)發(fā)

3、效率并提升了用戶(hù)體驗(yàn)。最后，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)特性的動(dòng)員仿真系統(tǒng)。
　　本文改善了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)程序的性能和穩(wěn)定性以及開(kāi)發(fā)效率問(wèn)題，最終對(duì)實(shí)際系統(tǒng)研發(fā)和終端用戶(hù)體驗(yàn)有一定幫助和指導(dǎo)作用。
　　首先，本文提出了標(biāo)識(shí)邏輯機(jī)制，由此設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識(shí)邏輯機(jī)擴(kuò)展類(lèi)庫(kù)ExtARLibrary，提供了三種動(dòng)態(tài)切換機(jī)制，有效提升了多重標(biāo)識(shí)實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率和程序的可用性。
　　其次，本文根據(jù)實(shí)際情況對(duì)基于NyARToolk

4、it開(kāi)發(fā)的程序原型進(jìn)行了改進(jìn)，并最終針對(duì)改進(jìn)前后的程序原型進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試對(duì)比。改進(jìn)主要包括兩方面，從程序?qū)崿F(xiàn)角度方面進(jìn)行了模式文件識(shí)別中的模式匹配精度平衡和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性閾值調(diào)整，從場(chǎng)景補(bǔ)償角度方面提出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的場(chǎng)景光學(xué)補(bǔ)償設(shè)想。最終找到了性能和穩(wěn)定性的平衡點(diǎn)。
　　本文實(shí)際開(kāi)發(fā)成果為:1）基于NyARToolkit開(kāi)發(fā)了基于多重標(biāo)識(shí)的實(shí)時(shí)三維跟蹤系統(tǒng)。2）在之前所做的標(biāo)識(shí)邏輯機(jī)和多重標(biāo)識(shí)實(shí)時(shí)三維跟蹤系統(tǒng)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了具有實(shí)時(shí)AR