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AR显示技术,学习增强现实的三种方法

2023-02-05 19:05:35 441

摘要:#我在头条搞创作第二期#首先声明,增强现实AR是一种常见的呈现方式,AR眼镜只能算是其中一种比较酷炫、更科幻的显示形式。我们要站到更底层的地方、用更朴素的眼光去了解增强现实。AR的特点是既能看到真实场景,又能看到虚拟图像,甚至二者可以融合。...

#我在头条搞创作第二期#

首先声明,增强现实AR是一种常见的呈现方式,AR眼镜只能算是其中一种比较酷炫、更科幻的显示形式。

我们要站到更底层的地方、用更朴素的眼光去了解增强现实。

AR的特点是既能看到真实场景,又能看到虚拟图像,甚至二者可以融合。要实现这个目的,其实并不难。

空间投影式

空间投影式(Spatial projection) | 图源网络


最简单的方式小孩子都可以想出来,因为他们天马行空、不受限制,而且他们经常见到,比如游乐场里面的互动沙池投影,小朋友们在沙池里堆一个山坡,挖一片池塘,还能让鱼儿在池塘里游。

原理就是用投影器把虚拟图像投到真实对象上,用传感器去了解真实世界需要投影的对象的变化,真实和虚拟的图像都呈现出来。

空间投影的好处就是实现简单、成本较低,而且不需要屏幕,可以让许多人共同参与。非常适合儿童学习、娱乐体验。

缺点就是有地点限制,投影机投到这片区域才能看到,投影图像分辨率低效果一般。

视频透视式

视频透视式(Video See-Through) | 图源网络


视频透视式也叫电子透视式,是通过电子的方式进行虚实融合。最常见的就是手机AR应用。

通过手机的摄像机可以拍摄真实世界的物体,然后把这张图片作为背景,再把虚拟图像绘制到这个背景图片上就完成了融合,然后显示在手机屏幕上。

视频透视的好处是硬件设备随处可见,手机人手一个,有用户量这个基础,图像效果好。

缺点是手机屏幕就那么大,手还要一直拿着手机来扫描。

光学透视式

光学透视式(Option See-Through) | 图源网络


光学透视是通过光学元件来实现虚实融合,目前的AR眼镜就是这种方式。

通过一种既可以透光又可以反射的光学透镜来实现虚实融合。我们通过透镜可以看到真实世界,同时投影仪将虚拟信息投射到光学组合器上,组合器再将虚拟信息反射到我们眼里。

光学透视的优点是做成眼镜可穿戴,解放了双手,符合未来世界的需求。

缺点是造价高、成像效果差、视野很小、图像亮度差。

难点还有虚拟图像和真实环境之间的遮挡关系,显示出来会很奇怪,另外光的强度如何匹配的问题,无法很好地实现虚拟物体与真实环境的融合显示。

这三种形式都可以实现增强现实的效果,依次代表着过去、现在、未来的三种方式。

空间投影式结合了过去投影方式的优点,适用于固定位置的轻度体验;视频透视式充分利用当今社会普及的电子产品,适合于移动设备的轻度使用;光学透视式是未来的发展方向,既可以应用在高端领域如军事上,也可以普及到个人层面来使用,是三者之中最有潜力的技术。

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