全景视频增强现实系统设计与研究

提出一种全景视频增强现实系统的建设方案。将全景视频采集装置放置在真实世界中采集视频,然后通过计算机处理生成全景视频并显示出来,使观光者通过佩戴显示设备,在其他地方观看向全景视频中添加了虚拟信息的场景。解决了系统中全景视频拼接中算法复杂度高且拼接后的视频存在拼接裂缝和"GHOST"现象,以及三维注册易受环境与目标跟踪检测算法耗时严重影响的技术难点。通过对ARToolKit二次开发,将3DMax生成的虚拟信息叠加到Ladybug拍摄后拼接的兰州市金城关全景视频中进行仿真实验。仿真结果表明,全景视频拼接方法在实时性方面表现优异,有效地抑制了拼接裂缝和"GHOST"现象,增强现实三维注册方法对于全景视频的局部增强效果表现优异。     

基于Krpano的全景校园漫游的设计与实现

在数字校园建设和发展中,以虚拟全景校园漫游为基础的校园信息化平台能够为师生提供全新的沉浸式浏览体验,并提供更集中的信息交互功能。虚拟现实技术能够真实地再现现实环境,通过交互式操作,用户可以获得与真实环境相似的感受和体验,其中全景漫游是虚拟现实技术的一种典型应用。该文以南开大学滨海学院为实践区域,基于Krpano平台,利用Google Maps地图服务,采用全景图制作技术、SQL数据库技术和计算机网络技术搭建了一个虚拟全景校园漫游系统,并可跨系统、跨设备使用。系统实现了2D校园全景和谷歌地图信息服务功能,并提供了搭载陀螺仪传感器的可穿戴式VR设备使用的WebVR全景显示,满足了数字校园分布式、便于使用的需求。实践证明了基于Krpano框架设计能深度定制虚拟全景校园漫游系统的相关功能,能有效开发并拓展系统,并具有重要的实践意义。     

基于全景成像的增强现实系统

建立完整的基于全景成像的增强现实系统,将全景图像采集系统放置在场景中采集真实图像,佩戴头盔显示器和头部跟踪器的观察者可以在其他地方观看在真实图像中添加了虚拟信息的增强图像,解决图像采集装置与头盔显示器分离时增强现实系统的技术难点。实验结果表明,全景成像方法对于亮度差异较大的图像有较好的拼接效果,适用于室外复杂环境的图像拼接,全景图像的局部增强显示效果良好。     

基于自由立体视频的露天开采虚拟现实的研究与实现

文章结合最新的交互式自由立体视频技术与露天开采虚拟现实技术,设计并实现了一种基于自由立体视频的露天矿开采虚拟现实技术的交互与演示系统。文章利用3DS Max和VRMap软件建立了某露天矿区的虚拟视觉模型,并将这些虚拟视觉模型按照适合立体显示的条件进行场景渲染和视频图象生成,最后结合虚拟场景的三维显示特性设计了交互式自由立体视频软件,通过该软件展示了虚拟现实场景。该系统克服了传统虚拟现实演示的局限性,用较低的成本支持更多的用户进行参与和交互,同时也具有较强的环境拓展性。     

计算机组装与维护三维仿真系统——Unity中Shader编程

unity3d是一款通过对现实环境的模拟,用户在虚拟环境中可以感受到现实场景中的物体,可以观察到现实场景中所发生过的事情.Shader(着色器)实际上就是一小段程序,它负责将输入的Mesh(网格)以指定的方式和输入的贴图或者颜色等组合作用,然后输出.在虚拟环境下,人脑想到的物体都可以被创造出来,还可以通过各种尝试最终得到自己想要的一种结果.和视频、图片不同,用户不仅仅可以观看,而且可以跟电脑进行交互.通过鼠标对虚拟场景中虚拟物体的位置进行拖拉,通过键盘使虚拟物体在不同方向上移动,通过数据手套对虚拟物体进行抓取,用户可以尽情的和虚拟环境进行交互.     

基于Web的实时虚拟仿真系统研究与实现

根据真实场景设计数据库,并将场景信息的变化实时地更新到数据库中.将虚拟现实技术和计算机仿真相结合,基于该数据库建立基于W eb的实时虚拟仿真系统.实时生成场景过程中,根据真实物体在数据库中的位置信息对场景中的虚拟物体进行定位.此外,采用了VRML与JAVA通信的技术为虚拟场景提供交互功能,使用户可以通过网络查询到场景的实时信息.     

基于Arduino的虚拟现实交互系统实验案例设计

综合运用嵌入式、三维建模、虚拟现实等技术,提出一个软硬件结合的虚拟现实交互系统典型案例,实现虚拟场景与现实环境的实时交互控制。通过3DMAX和Unity3D软件设计虚拟现实交互场景,采用Arduino核心板搭建场景的控制模块,运用光敏电阻和湿度传感器实时获取环境信息并注入虚拟场景中,实现虚拟现实交互系统。     

视触觉融合的增强现实三维注册方法

增强现实技术是近年来人机交互领域的研究热点。在增强现实环境下加入触觉感知,可使用户在真实场景中看到并感知到虚拟对象。为了实现增强现实环境下与虚拟对象之间更加自然的交互,提出一种视触觉融合的三维注册方法。基于图像视觉技术获得三维注册矩阵;借助空间转换关系求解出触觉空间与图像空间的转换关系;结合两者与摄像头空间的关系实现视触觉融合的增强现实交互场景。为验证该方法的有效性,设计了一个基于视触觉增强现实的组装机器人项目。用户可触摸并移动真实环境中的机器人零件,还能在触摸时感受到反馈力,使交互更具真实感。     

增强现实中的跟踪技术

增强现实是一种正在发展的新技术,它将由计算机产生的虚拟场景或信息准确叠加到真实环境中,可以增强用户对真实世界的感知与交互能力;对用户视场及视点的跟踪是增强现实中实现虚、实场景配准的关键技术之一;通过对增强现实中跟踪技术性能要求的讨论,介绍了基于磁场、声学、惯性、光学传感等多种跟踪技术,分析了各种方法的跟踪性能与局限性,认为以基于视觉跟踪为主的混合跟踪技术将是增强现实系统的主流跟踪技术,重点论述了基于视觉的跟踪与基于视觉一惯性的混合跟踪技术及其有待解决的问题,并针对户外增强现实中的跟踪技术做了专门讨论。     

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一 信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪 技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处 理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装 配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。