基于增強現(xiàn)實技術(shù)的手機應(yīng)用研究

趙晉

摘 要：智能手機的快速發(fā)展在很大程度上促進了增強現(xiàn)實技術(shù)的推廣和應(yīng)用，也為用戶帶來了一種的新的體驗。文章在介紹增強現(xiàn)實技術(shù)在移動設(shè)備應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對增強現(xiàn)實技術(shù)在手機應(yīng)用的特點進行分析，針對移動手機增強現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展所需要解決的問題進行分析研究。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實技術(shù)；移動手機；應(yīng)用研究

增強現(xiàn)實技術(shù)是指在虛擬現(xiàn)實技術(shù)充分發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種新的計算機應(yīng)用和人機交互技術(shù)。這種技術(shù)在教育教學評估、醫(yī)療研究以及遠程機器人控制等方面具有重要作用。早期的增強現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)以計算機或者工作站作為系統(tǒng)運行的平臺，使用的設(shè)備是透視式的顯示器。這種技術(shù)對用戶的運動范圍進行了限制，不能被應(yīng)用在室外環(huán)境。但在計算機技術(shù)的不斷發(fā)展下，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了新的發(fā)展，對移動增強現(xiàn)實的研究也逐漸加深。增強現(xiàn)實技術(shù)在手機系統(tǒng)上具有廣闊的應(yīng)用價值，被移動互聯(lián)網(wǎng)終端商、手機芯片廠商廣泛應(yīng)用。

1 增強現(xiàn)實技術(shù)在移動手機應(yīng)用發(fā)展

1.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，世界上有很多國家專門的公司從事了增強現(xiàn)實技術(shù)在移動手機的研究工作，比如諾基亞公司、西門子公司、索尼公司等。其中，世界上主流的智能手機操作系統(tǒng)有蘋果公司的ios系統(tǒng)，谷歌公司的安卓系統(tǒng)，微軟公司的Windows系統(tǒng)等。蘋果公司的ios系統(tǒng)，谷歌公司的安卓系統(tǒng)是增強現(xiàn)實技術(shù)在手機移動應(yīng)用的主平臺。雖然增強現(xiàn)實技術(shù)在移動設(shè)備的引用發(fā)展是一種初級階段，但其發(fā)展的速度迅速，到2014年為止，國際上有8.6億的移動設(shè)備應(yīng)用了增強現(xiàn)實技術(shù)。

1.2 主體框架結(jié)構(gòu)

增強現(xiàn)實技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用平臺是以PC機或者工作站為主的系統(tǒng)，實現(xiàn)了對PC機和工作站強大計算機處理能力和圖形顯示技術(shù)的應(yīng)用。由于早期智能手機對數(shù)據(jù)信息處理的能力有限，一般不能對在PC上的跟蹤算法進行處理，也不能進行后續(xù)的處理管理。早期的增強現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)客戶端及服務(wù)器的架構(gòu)方式如圖一所示。伴隨手機芯片處理速度的提升，有關(guān)人員實現(xiàn)了客戶端和服務(wù)器分別承擔計算的處理分析，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍沒有脫離PC機，發(fā)展局限在于無線網(wǎng)絡(luò)傳輸不能滿足實時性的需求，對系統(tǒng)能力帶來了限制。

2 增強現(xiàn)實技術(shù)在移動手機主要應(yīng)用技術(shù)

2.1 跟蹤注冊技術(shù)

為了實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實之間的融合發(fā)展，增強現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)建立了一種能夠轉(zhuǎn)換虛擬和現(xiàn)實坐標的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，即注冊技術(shù)。由于觀察者的位置不斷變化，系統(tǒng)需要站在不同的視角上來建立坐標系的關(guān)系，這個建立的過程就是跟蹤。其中常用的跟蹤定位技術(shù)有以下幾種：第一，基于硬件系統(tǒng)跟蹤器的跟蹤定位技術(shù)。第二，基于視頻監(jiān)測系統(tǒng)的跟蹤定位。第三，混合型的跟蹤定位技術(shù)。

2.2 圖像識別技術(shù)

圖像識別技術(shù)主要是指利用攝像機對視野范圍內(nèi)的目標場景圖像進行識別，并將其和之間預存的場景圖像相匹配過程，主要包括圖像的處理、預處理以及特殊提取和分類匹配等。增強現(xiàn)實技術(shù)支持下的移動終端用戶能夠利用攝像頭在所處的場景進行圖像采集，并在圖像識別技術(shù)下實現(xiàn)對收集數(shù)據(jù)的處理，之后根據(jù)特征值來匹配信息，將符合匹配的信息顯示在移動屏幕上。

2.3 標定技術(shù)

標定技術(shù)主要是指將增強現(xiàn)實下的攝像機參數(shù)信息在經(jīng)過試驗之后才能獲得，并同時生成一種準確的定位。標定技術(shù)需要涉及的測量值包括攝像機的參數(shù)信息、攝像機的視野范圍以及傳感器的偏移情況等。標定技術(shù)是加強虛擬和現(xiàn)實世界之間的橋梁，其優(yōu)劣對虛擬匹配的穩(wěn)定和真實產(chǎn)生重要影響。

2.4 人機交互技術(shù)

人機交換技術(shù)主要以計算機輸入、輸出的方式來實現(xiàn)人和計算機對話的技術(shù)，具體包括計算機的顯示設(shè)備以及提示設(shè)備。增強現(xiàn)實技術(shù)中的人機交互方式包括空間點的交互方式、命令的交互方式以及對特殊工具的利用方式。

3 增強現(xiàn)實技術(shù)的手機分類

3.1 和定位服務(wù)相關(guān)的應(yīng)用

這種手機主要應(yīng)用依賴于定位服務(wù)技術(shù)LBS。LBS在移動運營商的無線網(wǎng)絡(luò)和外部定位方式應(yīng)用下實現(xiàn)對終端用戶信息的獲得，一般包括對智能手機地理位置的確定，對用戶提供各種和位置有關(guān)的信息。這種和定位有關(guān)的應(yīng)用減少了移動手機對圖像識別技術(shù)的以來，在最大限度上降低了對手機CPU的運算分析能力要求。

3.2 和識別技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用

和識別技術(shù)有關(guān)的應(yīng)用最典型的是有道詞典。有道詞典通過攝像頭來對信息進行辨別，之后在網(wǎng)絡(luò)的作用下獲得更多有關(guān)的信息，并將信息進行整合顯示成畫面，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實之間的集合。

4 總結(jié)

隨著時代和進步，增強現(xiàn)實技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在移動軟硬件設(shè)備技術(shù)的不斷發(fā)展和提高下，以智能手機為代表的移動設(shè)備具備了快速處理信息的能力，在高性能攝像頭的作用下，能夠?qū)F(xiàn)實世界和虛擬世界進行有效的集合，提升增強現(xiàn)實技術(shù)在人們實際生活中的應(yīng)用，為此需要有關(guān)人員不斷對增強現(xiàn)實技術(shù)進行研究和推廣。

參考文獻

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[2]劉遹菡，湛青，許潔.基于增強現(xiàn)實技術(shù)的手機應(yīng)用研究[J].湘潭大學學報：哲學社會科學版，2015，39（2）：127-130.

（作者單位：中國傳媒大學南廣學院 傳媒技術(shù)學院）