基于模型的投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù).pdf

1、創(chuàng)建一個栩栩如生的虛擬世界是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)永恒的追求目標(biāo)之一。近年來，基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互技術(shù)逐漸受到關(guān)注，應(yīng)用一些已有的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠突破現(xiàn)有圖形學(xué)技術(shù)所面臨的人機(jī)交互效率瓶頸，更好的發(fā)揮真實(shí)感渲染等圖形學(xué)技術(shù)在人機(jī)交互中的作用。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺等手段，通過投影儀攝像機(jī)系統(tǒng)對用戶所處的真實(shí)環(huán)境進(jìn)行補(bǔ)充。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的虛擬信息嵌入到真實(shí)的場景里，使用戶能夠切身地體會到一個真實(shí)和虛擬并存的世界。在

2、這樣的環(huán)境中，人能夠以最直接的方式和計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通，極大地改善人機(jī)交互效率。本文的主要目標(biāo)是研究基于模型的空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，包括三維物體網(wǎng)格模型的獲取、三維建模的加速、模型的后期處理、虛實(shí)模型注冊、多投影增強(qiáng)校準(zhǔn)和重光照渲染。這些基礎(chǔ)技術(shù)的研究對于推進(jìn)投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用具有重要意義。本文的主要工作包括以下部分：首先，本文完整地闡述了空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)所涉及的基礎(chǔ)問題，提出了空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)流水線概念。通過采用基于模型的投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，本文完

3、整地實(shí)施了空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，并通過設(shè)計(jì)桌面空間增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用實(shí)例，說明了投影增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在改善人機(jī)交互接口上所具有的潛力。其次，本文對基于結(jié)構(gòu)光的建模技術(shù)進(jìn)行了闡述，并對其進(jìn)行了加速，通過使用硬件同步的攝像機(jī)和投影儀協(xié)同工作，提升了建模速度。第三，本文對結(jié)構(gòu)光建出的模型進(jìn)行了后期處理，包括：模型簡化和多角度的部分模型拼接。這樣的后期處理可以保證模型在后期階段不會帶來問題。第四，本文實(shí)現(xiàn)了虛擬和真實(shí)場景物體的注冊技術(shù)，通過標(biāo)定階段獲取的投影儀內(nèi)