AR 技术能python可以用来做什么么,有什么想象空间

关于增强现实,我们应该知道些什么?
洪雁菲来自,从事图像识别和增强现实技术工作。此次洪雁菲给 ifanr 投稿,为我们讲解了关于增强现实的有趣知识。
2007 年,弗诺·文奇凭借长篇小说《彩虹尽头》第五次捧起被誉为科幻艺术界的诺贝尔奖的雨果奖。曾几次准确预言近未来互联网走向的弗诺·文奇,这次把眼光瞄向了增强现实,在《彩虹尽头》里,小说主人公通过穿戴智能外衣和特殊的隐形眼镜,就能够利用虚拟视网膜显示技术看到除真实景物外的计算机图表等附加信息,拥有和虚拟形象互动的能力,在虚拟和现实里游刃有余。
预言帝的这次出手,让人不禁好奇,未来会是增强现实的舞台么?
什么是增强现实?
增强现实(Augmented Reality,简称 AR),是一种利用计算机系统产生三维信息来增强用户对现实世界感知的新技术。一般认为,AR 技术的出现源于虚拟现实技术(Virtual Reality,简称 VR)的发展,但二者存在明显的差别。
传统 VR 技术给予用户一种在虚拟世界中完全沉浸的效果,是另外创造一个世界;而 AR 技术则把计算机带入到用户的真实世界中,通过听、看、摸、闻那些虚拟信息,来增强对现实世界的感知,实现了从“人去适应机器”到技术“以人为本”的转变。
AR 技术最早可以溯源到波音公司设计辅助布线系统,戴着特殊头盔的工程师可以看到叠加在实际视野上的布线路径和文字提示,大大降低拆卸的复杂程度,近两年德国 Metaio 公司也曾为三菱电器设计一款 AR 维修工具,维修人员只需要用移动设备的摄像头扫描一下要维修的三菱电器,移动设备会自动识别电器的型号,然后将维修流程实景的展示出来。
随着技术的发展和企业的推动,AR 也逐渐运用到了日常生活的各个方面。 早在 1994 年索尼就在二维码的基础上开始 AR 技术的研发,推出“SmartAR”智能增强现实技术,PS3、PS4 连续发布两款增强现实游戏,2013 年又推出了配备增强现实摄像头的旗舰手机 Xperia Z1,无不体现了索尼在增强现实业务上的野心与关注。
苹果已获得多项增强现实系统专利, 如同步互动增强现实屏幕、识别实时视频物体并将信息叠加显示在图像上等,收于麾下的 PrimeSense 公司也拥有许多这方面的实用专利。
IBM 和亚马逊则把眼光投向了 O2O,IBM Smarter Commerce 推出了一款针对实体零售店的增强现实应用,用户通过移动设备的摄像头对准零售店里货架上的商品,屏幕上会出现虚拟的商品信息,亚马逊的新功能 Flow 也能根据识别商标实时给出购物信息。国内互联网公司和手机厂商也已经试水增强现实领域。
哪些企业在深耕增强现实?
众多互联网巨头已经嗅到 AR 的发展空间和无限商机,随着 2014 年年初 CES 和 MWC 两股电子盛会的旋风,增强现实再一次强势走入人们的视线,产品也越来越让人惊艳:可穿戴设备、车联网、物联网…… 增强现实可以发挥的空间也越来越大。虽然 AR 还处在成长期,但其实早已有许多专注于增强现实领域的公司深耕于此:
Metaio & Layar,全面开花的 AR 企业:Metaio 和 Layar 作为较早涉足增强现实领域的企业,有许多相似之处。二者都有用户规模在千万级别的 AR 浏览器,junaio(魔眼,Metaio 的 AR 浏览器)推崇“手机用户应该能像浏览网页一样浏览生活”。
Layar(Layar 公司同名浏览器)则拥有 87% 的互动扫描率。二者都推出了基于云服务的 AR 内容创建平台,通过授权 SDK 降低技术门槛,利于中小开发者,也都为企业提供完整的解决方案,众人耳熟能详的宜家“A R数字会刊”、麦当劳的应用“McMission”都是出自 Metaio 之手。
相比之下,Metaio 似乎做得更全面,除涉足工业领域(如上文提及的三菱 AR 修理工具)外,Metaio 还在引擎方面下足功夫,缓解了 AR 应用引起的手机电量消耗巨大的问题。近期它还和 ST-Ericsson 公司合作,为移动手机量身打造了首款增强现实专属芯片,在解决能耗问题的同时适当降低开发的难度。
Daqri,做增强现实界的 Photoshop:硅谷创业公司 Daqri 于半年前成功完成了 1500 万美元的 A 轮融资,它的口号别致而响亮,号称要成为“增强现实界的 Photoshop”,让用户体验“4D 感受”——因为它帮助设计师免于开发工作而专注于创造完美交互的产品,这和 Photoshop 如出一辙。
Daqri 目前涉足品牌营销、媒体娱乐、工业和医学等多个领域,也和索尼、凯迪拉克、乐高和《Maxim》(著名男性杂志)展开合作,推动的企业活动已超过千次。Daqri 的特点在于它试图通过解决底层技术问题,来更好地推动 AR 产品的发展进程,同时旗帜鲜明地打出 4D 概念,使它颇有些与众不同。
据最新消息,Daqri 已经与美国最大的国防合约商雷神公司展开合作,以其 AR 技术展示飞机内复杂部件的 3D 外观、内部结构,包括舱门的位置和打开方式、飞机内部的控制等。
Aurasma & Blippar,牵手品牌,占领互动营销先机:Blippar 是第一家为广告主提供服务的普及型增强现实平台,扫描带有固定字样的图片后,即可获得与该品牌相关的更多信息。半年后,Aurasma 上线,它脱胎于 Autonomy,一家全球领先的模式识别技术公司,随着智能手机的发展转投增强现实的怀抱。
他们专注于营销的产品,在个性化上也做足文章,其扫描方式分别称为“Blip”和“Auras”,在品牌营销上打创新牌。虽然 Blippar 的 AR 效果并没有做到真正意义上的虚实合一,相比 Aurasma 显得有些“伪科技”,但这并不妨碍提高产品的平均销量。
Blippar 以结合报纸为特色,Aurasma 则在教育领域表现出众。在未来发展上,Blippar 更倾向于以 AR 广告创造成熟的商业模式,而 Aurasma 则更专注于推广用户产生的内容。
在国内市场上,最大的地铁传媒“基美传媒”玩得更接地气。作为地铁数字媒体运营商,基美的上游对接了丰富的品牌资源,下游则是巨大的人流量,它采用 AR 互动,用户扫描电子屏后得到相应奖励,用户喜闻乐见的同时广告也得到了更全面的曝光,开创了一种全新的营销模式。
其他在营销领域内运用 AR 技术的,还有大名鼎鼎的日本电通广告公司旗下广告应用 ibutterfly,通过 LBS 和 AR 技术,以捕捉蝴蝶为方式获取商家优惠券,渣打银行开发的应用 Breeze Living 则在 ibutterfly 的基础上,融入了社交元素。
Google Ingress,走出去的 AR 游戏:目前大部分的 AR 游戏都是在室内完成,即使是搭配微软 Kinect 的户外大屏幕,也是将人固定在某一个区域内,跟屏幕上的数字内容进行互动。而 Google 推出的增强现实游戏 Ingress 则别具新意地在 Google Map 的基础上把游戏搬到了室外。
选择加入一方阵营,走出家门去收集能量,占领标志性建筑物,真实世界在 Ingress 玩家的视线里,就好比是现实中的《魔兽世界》,让玩家好奇这幢平凡的建筑背后有着如何神秘的故事。以往的 AR 游戏,不论是任天堂 3DS 的 AR 游戏卡,还是索尼与 JK·罗琳合作的 Wonderbook 亦或是 PS4 内置的增强现实游戏 The Playroom,炫则炫矣,终归不会欲罢不能。
Ingress 的模式,则不仅让玩家和虚拟内容互动,还能在真实世界里组队打怪。
城市万花筒,实景导航的集大成者:很多人第一次了解增强现实也许就是通过诺基亚的“城市万花筒(City Lens)”。配合诺基亚地图,通过手机上的相机取景器,在所拍摄到的建筑物、街道实景上叠加覆盖层,标示出餐馆、商店、酒店等,用户仿佛具备了透视眼,远近信息全部一目了然。
城市万花筒将平面地图搬到了真实场景中,产品使用和逻辑清晰明了,用户上手就会用,上市后便在欧美地区取得了不错的反响。2013 年,“诺基亚城市万花筒”更名为“Here 城市万花筒”,也许会有更多有深意的布局。值得一提的是,最早出品增强现实实景导航应用澳大利亚公司 Wikitude 最近也开发了一款适配 Google Glass 的应用,从现有资料来看,似乎与互动阅读有关。
增强现实未来如何?
国外媒体将增强现实技术列为 2014 年 15 大科技发展趋势之一,市场调查研究公司 Juniper Research 则预计增强现实相关应用 2015 年的全球下载量将高达 14 亿次,较 2010 年增长超过 100 倍,同时移动互联网的增强现实收入将从 2010 年的不到 200 万美元迈向 15 亿美元。带有增强现实元素的企业应用程序收入将排在第三位,仅次于位置搜索和游戏。
虽然目前增强现实还未普及和规模化发展,但其应用范围已经越来越广,从工业领域逐渐延伸到了医疗、娱乐、互动和游戏等诸多方面,特别受到了广告传媒行业的热捧,未来发展空间极大。这其中需要仰仗技术、内容和应用场景的有效融合,以及硬件性能的发展和可穿戴设备的崛起。
技术、内容和应用场景的有效融合:现阶段的增强现实还属于发轫阶段,技术存在一定局限:AR 系统中跟踪注册的精确性和实时性仍然有相当大的提升空间,景深、遮挡、光照、阴影等问题还有待解决,同时虚实场景无缝融合的整体效果也需进一步完善,上述原因导致目前增强现实无法提供给用户沉浸式的虚实交错的体验。
另一方面,AR 的内容制作成本巨大,工程师日以继夜地开发,精准地绘制 3D 模型,耗费了时间精力打造的 AR 应用,很有可能在用户手里只打开过一次就被卸载,6 年后的今天,似乎还在面对 Wikitude 发布时的诘问,这是不是个噱头?AR 的目标在于使用户处于一种融合的环境中,感知一个真实和虚拟相融合的世界,并能与之互动,最终增强用户的感知。
现阶段的不少 AR 应用,有些在物体上生硬地贴上标签,跳转到某一个链接,或作为市场营销的新潮手段,但又不能维持动态更新,难免流于形式,沦为“噱头”。实现了技术、内容和应用场景有效融合的 AR,应该剥离了炫目的效果而着眼于切实的功用,用简单的探索来代替以往复杂的操作,以鲜活生动的形式展现虚拟的世界。
AR 镜头所及而捕获的信息,层层叠叠出现在视线里,规划最佳路线,识别陌生的人和事物,和隐藏其中的虚拟形象对话,再加入语音、情绪和脑电波识别,扩宽想象空间,在增强现实的帮助下体会全新的社交、游戏、生活,体验真实世界无法感受的乐趣。
技术和产品的演变必然经过一个从不成熟到成熟,从不被接受到广为人知的过程,这个过程很漫长,但欣喜的是已经有一些公司在朝这个目标努力:Metaio 和 Layar 在打造一个通用的开发平台,Aurasma 鼓励用户创建自己的虚拟空间,Daqri 则为自己确立鲜明的定位。
硬件性能的发展和可穿戴设备的崛起:硬件设备的完善是增强现实发展的土壤。随着计算机视觉算法的发展,摄像头必然是最重要的传感器和输入设备,是当仁不让的入口。
一般来说,AR 可以氛围手持式和头戴式的实景。智能手机无法直接处理现实世界,但赋予了摄像头增强现实的功能后,使虚拟世界变得触手可及,同时芯片处理能力提升,能耗问题得以解决,用户体验上也会趋于完备。随着智能手机在全球范围内的普遍推广和性能迭代,手机将是用户随手体验增强现实的基础工具。
Metaio 和 ST-Ericsson 的合作,高通在芯片方面的钻研,为移动手机量身打造的增强现实专属芯片已近在眼前。另外,可穿戴设备特别是智能眼镜的逐步成熟,Google Glass、Vuzix AR 眼镜、Ora-SAR 增强现实眼镜、还有 iOptik 增强现实隐形眼镜,包括近日刚在 MWC 亮相的索尼 Smart Eyeglass 原型产品,无疑是为增强现实培育了一块最佳土壤。
特别是 Google Glass 对于增强现实的推动作用,将无异于微信之于二维码。就在今年的世界移动通信大会上,Blippar 公司宣布旗下同名应用即将登陆 Google Glass,成为谷歌眼镜平台上的首款 AR 图像识别类应用。佩戴智能眼镜方便用户更自然地接收虚拟信息,优于将手持设备横在视线和物体之间,实现现实世界和虚拟信息的无缝交互。
智能眼镜设备的完善为 AR 应用创造了使用条件,也必将催生更多富有创意的产品,去年 The Fancy 允许用户通过 Google Glass 拍照并在网上搜索颜色、风格相似的产品,并号称是第一款凭借 Google Glass 赚钱的产品,如今 Blippar 也即将登陆,随着更多细分行业的参与,AR 产品会迈入遍地开花的阶段。
4G 牌照的发布则是另一个利好消息,移动网络将不再是体验增强现实的拦路虎,人们无需依赖于 WiFi 环境而能实时获取数据,视觉现实效果将更为流畅。
技术取得突破性发展,内容制作越发精良,沉浸式的虚实融合提供有效互动,硬件设备性能趋于完善,再加上云计算和云存储作为辅助,增强现实终究会摘掉“噱头”的帽子而跻身主流产业。
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微软HoloLens
所谓增强现实就是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息(视觉信息,声音,味道,触觉等),通过科学技术模拟仿真后再叠加到现实世界被人类感官所感知,从而达到超越现实的感官体验。
继微软推出增强现实眼镜之后,Facebook也开始对增强现实虎视眈眈。前不久,在《名利场》新企业峰会(Vanity Fair New Establishment Summit)上,马克·扎格伯格证实Facebook正在研究增强现实。谷歌也在前不久领投增强现实初创公司Magic Leap。科技大佬纷纷投入增强现实的怀抱,可见其发展潜力不可限量。到底这些都在倒腾什么好的项目?现在就跟随小编的脚步一起去看看吧。
微软增强现实眼镜 HoloLens,与机甲部队决斗
头戴HoloLens并启动“X光计划”的状态下,HoloLens系统会自动扫描周边环境并以此为基础进行计算。而玩家则可以通过手中的控制装置与HoloLens进行互动,比如像视频中一样打真人版FPS游戏。在某种程度上,你可能充分意识到这些出现在你客厅的可怕的机器人虫子不是真的,但是太逼真了。HoloLens还可以做许多令人觉得不可思议的事情,从将你的手变成一把激光枪到将虚拟元素如,时间、日期、天气等叠加到你周围真实的事物上。眼镜将会追踪你的移动和视线,进而生成适当的虚拟对象,通过光线投射到你的眼中。因为设备知道你的方位,你可以通过手势——目前只支持半空中抬起和放下手指点击——与虚拟3D对象交互。但是早期版本的HoloLens将在明年第一季度只开放开发者版的销售,且价格高达3000美金。
迪士尼推出了一款应用 可以让用户实时画出3D角色
着色是一件非常酷炫的事情。无论8岁还是80岁,当你拿起蜡笔在是彩色书上填色发挥你的想象力无疑是令人愉悦的事情。根据来自迪士尼研究中心的最新研究成果,充分借助增强现实技术能够将2D平面的填色体验上升到3D空间上。该应用事实上能够实时捕捉对象的纹理,允许将页面上独特的图案将其转换成为3D模型。这些模型根据纸张的移动产生不同的立体特效从而给这些填色的物体“生命”,看上去像是活起来了。
涵盖多种功能的castAR
castAR是由前Valve游戏公司工程师Jeri Ellsworth和他的团队开发的一款增强现实眼镜。这款眼镜的两块镜片都是以120Hz的频率闪烁,与在静态的电视或显示器上播放3D影像不同,它是通过一个特殊的发射面直接在镜片上呈现图像。原理是眼镜的顶端有两个微型投影仪,它们分别在左右镜片上投影图像,而且左右的图像均衡的重叠,所以会呈现出3D的效果。另外,这款眼镜所呈现的图像没有边框,所以不管你的头怎么转动,“屏幕”都一直在你面前,因为投影仪会随着你的头部转动而移动。
castAR同时兼具AR和VR功能,可以让用户既可以与巨大的机器人进行激战,也可以让用户在半空在观看Youtube视频。去年castAR在众筹网站Kickstarter募集了超过100万美元资金,前不久安卓之父安迪·鲁宾向虚拟现实领域初创公司castAR提供了1500万美元的投资,用以推动其产品研发和业务发展。castAR公司现在正在利用增强现实技术开发共享界面,这样用户就可以一起工作娱乐了。
HoloLens直接透视人体模型 让医学课程更生动
过去,医学院的学生想要学习解剖学就只能通过课本或是观看人体标本,现在有了微软HoloLens增强现实眼镜,学生们将不必观察尸体,只需通过它所创建的虚拟物,就能看到人体肌肉、骨骼、器官的解剖结构在立体空间中呈现。在教学过程中,教授和学生可以围观浮现在空中的人体器官,还能看到正在跳动的心脏。这些HoloLens所带来的直观感受是传统的书本和黑板无法做到的。
运用Kinect技术打造增强现实沙盘显示立体地貌
最近一群来自加州大学戴维斯分校和洛杉矶分校的研究人员发明了一种可以应用在教育领域的虚拟现实技术,可以通过3D立体的方式展示地形图沙盘。研究人员在沙盘模拟出了沟壑,丘陵,河流等地貌特征,在这个虚拟沙盘中甚至还能准确显示海拔,等高线等信息,对于读地形图来说十分方便。而这种基于增强现实技术的沙盘甚至还可以让参观者用双手来移动山丘。这项研究不管对于专业领域还是地理教学的帮助都会十分巨大,老师们可以摆脱书本枯燥的内容,在增强显示环境中给学生们讲解地理和水文的知识。
Magic Leap要将“魔法的力量带给这个世界”
这家神秘的公司若不是因为Gogole、KPCB、高通等顶级投资者的投资,它将一直保持秘密的状态。该公司在上半年放出了一段增强现实游戏视频,可以在真实场景上叠加虚拟图像,从而提供更加有趣的游戏体验。
视频显示的是一款增强现实射击游戏,可以将真实模型枪变成游戏中的武器道具,而现实生活中的各种物体也可以作为游戏中的场景,敌人都被投影到真实空间中。另外,视频开头还展示了一小段Magic Leap界面,里面满是各种浮在空中的YouTube视频和Gmail图标。 该公司表示他们都在办公室里玩这个游戏,表明这段视频拍摄自真正的游戏过程。如果能在办公室里这样玩,小编只想问贵公司还招人不?
苹果收购AR初创公司Metaio 难道和造汽车有关
今年五月份,苹果公司收购了德国一家增强现实初创公司Metaio。对于这次收购,大家都有些不知所以然。但根据苹果购买公司的记录,他们购买某家公司或技术时目标非常明确,通常用于在其产品战略中弥补某个漏洞。
Metaio是增强现实领域的领导者,其联合创始人Thomas Alt和Peter Meier也被视为行业先驱。尽管Metaio被称为“初创公司”,但是实际上,该公司已经存在十多年了,早在2000年时,该公司脱胎成立于大众汽车启动的一个研究计划。它开发了一套增强现实创作工具--Metaio Creator。用户可用Creator在“数分钟”内创建增强现实场景。据了解,Metaio的增强现实工具已经为数家公司使用。例如,著名的汽车制造商法拉利,就用Metaio的技术打造了一间增强现实展示厅,另外,这套技术还为柏林政府利用,打造了一面记录历史的柏林墙。
前不久有消息称苹果公司再创业,在设计和制造电动汽车,要抗衡特斯拉。而Metaio一直积极地发展汽车市场,并促进增强城市概念的产生。在这些用户情境中,增强现实的首要价值在于对外部世界进行导航,这里有很多有趣的可能性。难道苹果要在汽车导航上动心思,将增强现实技术运用在汽车导航地图上?
WayRay推全息车内导航系统Navion
瑞士公司WayRay推出了一款全息车内导航系统Navion。目前Navion仍然处在原型产品阶段,该设备将导航全息影像从仪表盘上的一个小装置上投掷到挡风玻璃。挡风玻璃上的全息图像包括导航信息和安全提示。基本形式就像是赛车游戏,用户会感觉到地面上出现很多的箭头。用户只要沿着箭头指示开车就可以到达目的地。这种全息技术可以保持用户视线于道路之上,使司机在其驾驶视野内获得所有重要信息。先别高兴的太早,小编需要提醒大家的是,在一些国家,这个将导航信息投射到挡风玻璃上的技术,还面临交通法律障碍。某些国家要求人们在开车途中,不得有其他物品阻挡挡风玻璃的视线(画面叠加也属于违法)。
魔力卡片让孩子爱上学习
教育无疑是增强现实打入市场的最好缺口。打开相应的增强现实应用软件,孩子们将“魔力卡片”放置到平板电脑的摄像头前就可以看到动物的3D形象、在3D环境下玩游戏,甚至可以以互动的形式学习不同国家的语言。这种使用增强现实技术的教育产品有很多,例如国内的小熊尼奥和AR 学校,国外的Crayola 的马良神笔等。 总的来说,增强现实技术所带来的沉浸式的交互体验,对于儿童来说,有足够大的吸引力。它让整个学习过程变得游戏化,很容易激发儿童无意识的记忆。
早前,NASA曾经考虑与Google Glass合作。但当时Google X的掌门人Babak Parviz表示,把主要精力放在Google Glass的消费者版本上。于是NASA联手旧金山一家名为Osterhout Design Group的公司合作,将打造一批适合在太空中使用的增强、虚拟现实眼镜。NASA计划开发一种系统,将各类指南上传至眼镜,在宇航员双手没有空闲时帮助他们获得各类信息。
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今日搜狐热点据外媒报道,上周三在社交媒体上出现了一些针对苹果开发……
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演讲人:杨正龙时间: 10:00:00
演讲人:胡志涛时间: 10:00:00
演讲人:杨熙时间: 10:00:00
预算:小于¥10,000预算:¥10,000-¥50,000
关于AR,我们应该知道这些支撑他的技术
[导读]究竟什么是AR经常和小伙伴调侃说,任性地抛开工作去度假回来,完全不知道这个世界又发生了什么事,又有了哪些听都没听说过的新技术诞生,仿佛我们刚刚从山顶洞下来。我相信你们感同身受,可能你才刚刚熟悉智能手表或
究竟什么是AR
经常和小伙伴调侃说,任性地抛开工作去度假回来,完全不知道这个世界又发生了什么事,又有了哪些听都没听说过的新技术诞生,仿佛我们刚刚从山顶洞下来。
我相信你们感同身受,可能你才刚刚熟悉智能手表或者智能手环的概念,打算购买Apple Watch或者Pebble Time来追追潮流。可是,不知道什么时候,各类VR、AR等名词大举强奸你的视线,这些R究竟都是一些什么鬼?
首先我们先来了解VR,虚拟现实,是利用计算设备模拟产生一个三维的虚拟世界,提供用户关于视觉、听觉等感官的模拟,有十足的「沉浸感」与「临场感」。你所看到的一切都是虚拟出来的世界,只是它试图欺骗你的大脑,让你认为它是真的。
VR相当于你做了一个相当真实的白日梦。
当前的VR设备很多,比较典型的有三星Gear VR、HTC Vive、Oculus Rift以及暴风魔镜等。
那AR是什么?AR指的是增强现实,现实被增强了,被虚拟信息增强了。它是一种将真实世界信息和虚拟世界信息&无缝&集成的新技术,你在可以看到现实世界的同时,还能够看到虚拟信息叠加在现实世界之上,并且双方还能够无缝结合、互动。
调个侃,AR就像你在白天见鬼了。
AR设备比较典型的代表是微软Hololens、Meta 2等等。
AR背后那些技术原理
值得一提的是,添加到现实的这些虚拟信息、虚拟物件并非静态图片,它们会根据摄像头的移动,地理信息,以及各种现实的因素来不断的改变形态位置,你甚至可以和他们进行触摸、语音等交互。
听起来,AR好像更厉害的样子,因为它简直就算从科幻片里走出来的技术,它背后的技术原理是什么?下面我们像拆魔术一样,把AR背后的技术拿到台面上分析。(前方高能!前方高能!前方高能!大家请系好安全带,开始上课啦,不想听的同学,请直接跳到下一个部分)
AR从其技术手段和表现形式上,可以明确分为大约两类,一是Vision based AR,即基于计算机视觉的AR,二是LBS based AR,即基于地理位置信息的AR。
基于计算机视觉的AR
它是利用计算机视觉方法建立现实世界与屏幕之间的映射关系,使我们想要绘制的图形或是3D模型可以如同依附在现实物体上一般展现在屏幕上。
想要实现这一点,我们就要找到现实场景中的一个依附平面,然后再将这个3维场景下的平面映射到我们2维屏幕上,然后再在这个平面上绘制你想要展现的图形,从技术实现手段上可以分为2类。
第一种,Marker-Based AR。事先制作好的Marker(例如:绘制着一定规格形状的二维码或模板卡片),然后把Marker放到现实中的一个位置上,相当于确定了一个现实场景中的平面,然后通过摄像头对Marker进行识别和形态评估,并确定其位置,然后将该Marker中心为原点的坐标系称为模板坐标系,我们要做的事情实际上是要得到一个变换从而使模板坐标系和屏幕坐标系建立映射关系,这样我们根据这个变换在屏幕上画出的图形就可以达到该图形依附在Marker上的效果,理解其原理需要一点3D射影几何的知识,从模板坐标系变换到真实的屏幕坐标系需要先旋转平移到摄像机坐标系,然后再从摄像机坐标系映射到屏幕坐标系。
第二种,Marker-Less AR。基本原理与上面的Marker based AR相同,不过它可以用任何具有足够特征点的物体(例如:书的封面,你的桌子)作为平面基准,而不需要事先制作特殊的模板,摆脱了模板对AR应用的束缚。它的原理是通过一系列算法(如:SURF,ORB,FERN等)对模板物体提取特征点,并记录或者学习这些特征点。当摄像头扫描周围场景,会提取周围场景的特征点并与记录的模板物体的特征点进行比对,如果扫描到的特征点和模板特征点匹配数量超过阈值,则认为扫描到该模板,然后根据对应的特征点坐标估计Tm矩阵,之后再根据Tm进行图形绘制。
基于地理位置信息的AR
LBS based AR,即基于地理位置信息的AR。其原理是,通过GPS获取用户的地理位置,然后从某些数据源(比如google)等处获取该位置附近物体(如周围的餐馆,银行,学校等)的POI信息(导航地图信息,每个POI包含四方面信息,名称、类别、经度纬度、附近的酒店饭店商铺等信息),再通过移动设备的电子指南针和加速度传感器获取用户手持设备的方向和倾斜角度,通过这些信息建立目标物体在现实场景中的平面基准上。
这种AR技术利用设备的GPS功能及传感器来实现,摆脱了应用对二维码或者模板卡片Marker的依赖,用户体验和性能都比基于计算机视觉的AR更好,也可以更好的应用到移动设备上。
一个典型的AR设备系统是怎样的?
大家先看下面这张图:
一个典型的AR系统结构由虚拟场景生成单元、透射式头盔显示器、头部跟踪设备和交互设备构成。其中虚拟场景生成单元负责虚拟场景的建模、管理、绘制和其它外设的管理;透射式头盔显示器负责显示虚拟和现实融合后的信号;头部跟踪设备跟踪用户视线变化;交互设备用于实现感官信号及环境控制操作信号的输入输出。
透射式头盔显示器采集真实场景的视频或者图像,传入后台的处理单元对其进行分析和重构,并结合头部跟踪设备的数据来分析虚拟场景和真实场景的相对位置,实现坐标系的对齐并进行虚拟场景的融合计算;交互设备采集外部控制信号,实现对虚实结合场景的交互操作。系统融合后的信息会实时地显示在头盔显示器中,展现在人的视野中。
还有一种AR叫做Magic Leap,它不依赖屏幕,它的到来将会杀死屏幕。Magic Leap搭载了一组非常特殊的光场芯片,它可以让用户看见虚拟物品存在在现实世界当中。
光场(Lightfield)用于描述空间中任意点在任意时间的光线强度、方向、波长。当鲸鱼在我面前游过的一瞬间,它皮肤上每一个细胞向四面八方发出的光,叠加起来形成了一个光场。理论上, 只要完整记录下一条鲸鱼的光场,技术上就可以完全还原这条鲸鱼发出的所有光线。
Magic Leap就是利用这种技术。
AR的应用场景
历史告诉我们,一项再牛X闪闪的黑技术,如果它不能走出实验室,它就是废的。
幸运的是,AR技术不仅已经走出实验室,它还将迈向更广阔的世界,应用在工业、医疗、消费领域。
对于AR,你看不懂它背后的技术原理不要紧,但是你得知道它能用来做什么,给你提供怎样的服务,对吧?
工业维修。现在的工业设备愈加复杂,无论是安装,还是维修都成为了难题。但AR技术能给工业领域带来了很多惊喜。戴上AR智能设备,可通过AR技术来为你显示设备故障维修教程,甚至能准确地教会你如何拆卸零部件。即使是没有任何经验的新手,也能利用AR完成维修。而对于研发人员来说,这种AR技术能大大降低成本。
医疗模拟和培训。AR可能革命性的颠覆医疗行业。医生新手学习手术,也许再也不用担心没有足够的实操机会,他们可以随时用AR技术模拟手术。未来的外科医生只需要戴上AR设备,就能在面前展现一个现实与信息实时显示的画面,病人的每项生理数据都会展示在医生的视线里,先切除哪个部位,再切除哪个部位,一目了然,增加了安全的保障。这样,医闹会不会少一点儿?
汽车驾驶。汽车驾驶是AR的一个天然应用场景,因为驾驶员面前那块巨大的挡风玻璃就是一块绝佳的透明显示屏。
在目前的开车过程中,我们眼光游动在前挡风玻璃外、左右中后视镜、中控仪表盘和车机屏幕上。我们还要忙着看手机屏幕,有多少司机在使用手机做导航。眼睛非常忙,如果了AR,我们你驾驶过程中所有需要注意的信息,需要规避的障碍物都会出现在AR屏幕上,你只需要专注于前面一块屏就可以处理各种事情时,开车轻松愉快。
教育。将AR技术应用在教育领域,那就是开启了学习新世界的大门。AR新奇式的体验,对于学生来说,有足够大的吸引力,而这个学习的过程,也并非灌输式,而是游戏化,立体化的,很容易激发学生无意识的记忆,比书本记忆更为持久。
学习地理,我们可以之前前往亚马逊热带雨林里去感受一下。
室内设计与家庭装修
如果你要设计一个房子的内部装饰,或者装修房子,你不需设计、装修完毕之后才能看到效果。通过AR,你可以提前看到沙发放在哪个位置比较好,书架怎么摆放更好,此外,你还可以直接在AR屏幕上了解到这些家居的价格、材料细节。
旅游更加省心。通过VR设备,我们到某个国家或者城市的时候,就能获取当地城市的景点和商场等地方的详细介绍,自动翻译,了解附近购物和餐饮信息只是最基本的功能。如果是在国外,你看到一叠货币时,眼镜也会同步的显示出它的汇率。
如今连社交巨头Facebook也来插一脚,而且据称正在开发至少四款硬件产品,包括增强现实(AR)相机和一款消费无人机。......关键字:
据报道,软银公司计划将ARM 25%的股权出售给它创立的1000亿美元投资基金Vision Fund,而阿布扎比政府资助的投资集团Mubadala计划向该基金注资150亿美元来完成目标。......关键字:
虽然现在虚拟现实与增强现实很火,但苹果公司好像并没有什么相关动作,不过各位先别在一旁失望了,一份来自 瑞银集团(UBS)的报告 称,苹果目前有一个超过 1000 人的团队,正研发 AR 项目,或许在下一代 iPhone 上,我们就能看到相关......关键字:
眼看着 AR 产品开始崭露头角,很多科技巨头已经在这个领域布局,苹果做为智能硬件消费领域的领头羊,一点都不敢怠慢。而根据市场数据判断,全球 AR 产品产值将在 2024 年时增长 80% 达到 1650 亿美元。......关键字:
DLNA委员会今天正式宣布,组织已经于今年1月5日正式解散。今后相关的认证工作将交接给新的组织负责,实行新的标准。......关键字:
据报道,微软将在其Azure云服务服务器上使用ARM芯片,这可能威胁英特尔在数据中心处理器市场的长期主导地位。......关键字:
距离苹果推出带有Touch Bar的MacBook Pro已经有一段时间了,除了那些像 Adobe、Google和Microsoft大公司在开发适用于Touch Bar的应用之外,其实还有很多独立的开发商也在做同样的事情。......关键字:
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