篇一：增强现实技术(AR)
增强现实技术(AR)
一、 AR定义：
增强现实技术（Augmented Reality，简称 AR），是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像的技术，这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。这种技术由1990年提出。随着随身电子产品运算能力的提升，预期增强现实的用途将会越来越广。
二、 技术原理：
增强现实技术，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，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),通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。
增强现实技术，不仅展现了真实世界的信息,而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。在视觉化的增强现实中，用户利用头盔显示器，把真实世界与电脑图形多重合成在一起，便可以看到真实的世界围绕着它。
增强现实技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。增强现实提供了在一般情况下，不同于人类可以感知的信息。
三、 主要特点
AR系统具有三个突出的特点：①真实世界和虚拟世界的信息集成；②具有实时交互性；③是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。AR技术可广泛应用到军事、医疗、建筑、教育、工程、影视、娱乐等领域。
四、组成形式
一个完整的增强现实系统是由一组紧密联结、实时工作的硬件部件与相关的软件系统协同实现的，常用的有如下三种组成形式。
（一）Monitor-Based
在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器。用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。它虽然简单，但不能带给用户多少沉浸感。Monitor-Based增强现实系统实现方案如下图所示。
（二）光学透视式
头盔式显示器(Head-mounted displays,简称HMD)被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于光学原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于视频合成技术的穿透式HMD(Video See-through HMD)。光学透视式增强现实系统实现方案如下图所示。
光学透视式增强现实系统具有简单、分辨率高、没有视觉偏差等优点，但它同时也存在着定位精度要求高、延迟匹配难、视野相对较窄和价格高等不足。
（三）视频透视式
视频透视式增强现实系统采用的基于视频合成技术的穿透式。
HMD(Video See-through HMD)，实现方案如图5所示。
四、 应用领域：
AR技术不仅在与VR技术相类似的应用领域，诸如尖端武器、飞行器的研制与开发、数据模型的可视化、虚拟训练、娱乐与艺术等领域具有广泛的应用，而且由于其具有能够对真实环境进行增强显示输出的特性，在医疗研究与解剖训练、精密仪器制造和维修、军用飞机导航、工程设计和远程机器人控制等领域，具有比VR技术更加明显的优势。[
* 医疗领域：医生可以利用增强现实技术，轻易地进行手术部位的精确定位。 * 军事领域：部队可以利用增强生活中的AR现实技术，进行方位的识别，获得实时所在地点的地理数据等重要军事数据。
* 古迹复原和数字化文化遗产保护：文化古迹的信息以增强现实的方式提供给参观者，用户不仅可以通过HMD看到古迹的文字解说，还能看到遗址上残缺部分的虚拟重构。
* 工业维修领域：通过头盔式显示器将多种辅助信息显示给用户，包括虚拟仪表的面板、被维修设备的内部结构、被维修设备零件图等。
*网络视频通讯领域：该系统使用增强现实和人脸跟踪技术，在通话的同时在通话者的面部实时叠加一些如帽子、眼镜等虚拟物体，在很大程度上提高了视频对话的趣味性。
* 电视转播领域：通过增强现实技术可以在转播体育比赛的时候实时的将辅助信息叠加到画面中，使得观众可以得到更多的信息。
* 娱乐、游戏领域：增强现实游戏可以让位于全球不同地点的玩家，共同进入一个真实的自然场景，以虚拟替身的形式，进行网络对战。
* 旅游、展览领域：人们在浏览、参观的同时，通过增强现实技术将接收到途经建筑的相关资料，观看展品的相关数据资料。
* 市政建设规划：采用增强现实技术将规划效果叠加真实场景中以直接获得规划的效果。
国内首次将这项技术应用到普通生活中，是在苹果的AppStore上发布的一款免费的叫作出行百科(增强现实版)XINGWIKI的软件。
总体来讲，增强现实在中国处于起步阶段，许多虚拟现实领域的企业已经开始专注于“增强现实”的研发和应用。比如中视典数字科技研发的VRP12.0就集成了增强现实的功能。
城市镜头是国内首款聚合了目前移动互联最新AR（增强现实）技术的智能手机应用。并致力打造全新的城市导游、导览、导购，景点与游客、商户与用户无缝链接全新的移动互联多资源整合平台。
举起爱机，面向要去的方向。整街商铺、公共设施悉数罗列。摄像头实景展现功能，让您看到、听到、闻到，给您身临其境，新奇有趣的导航体验。换个方向，又是完全不同的搜索结果，所谓“城市镜头手机中，前后左右铺不同”。 给
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篇二：增强现实(AR)系统组成及实用领域综合分析
增强现实(AR)系统组成及实用领域综合分析
一、相关定义解析
（一）虚拟现实定义
虚拟现实（Virtual Reality，VR）是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，用户借助特殊的输入/输出设备，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。
即虚拟现实是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面，综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。
图表 虚拟现实技术基本原理
资料来源：产研智库
（二）增强现实定义
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。
图表 增强现实技术原理
资料来源：产研智库
（三）混合现实定义
混合现实技术（Mixed Reality，简称MR）是虚拟现实技术的进一步发展，该技术通过在虚拟环境中引入现实场景信息，在虚拟世界、现实世界和用户之间搭起一个交互反馈的信息回路，以增强用户体验的真实感。
图表 VR、AR及MR关系图
资料来源：产研智库
二、增强现实系统组成分析
（一）Monitor-based系统
在基于计算机显示器的AR实现方案中，摄像机摄取的真实世界图像输入到计算机中，与计算机图形系统产生的虚拟景象合成，并输出到屏幕显示器，用户从屏幕上看到最终的增强场景图片。它虽然不能带给用户多少沉浸感，但却是一套最简单使用的AR实现方案。由于这套方案的硬件要求很低，因此被实验室中的AR系统研究者们大量采用。
图表 Monitor-based增强现实系统实现方案
资料来源：产研智库
（二）Video see-through系统
头盔式显示器（Head-mounted displays-HMD）被广泛应用于虚拟现实系统中，用以增强用户的视觉沉浸感。增强现实技术的研究者们也采用了类似的显示技术，这就是在AR中广泛应用的穿透式HMD。根据具体实现原理又划分为两大类，分别是基于视频合成技术的穿透式HMD（video see-through HMD）和基于光学原理的穿透式HMD（optical see-through HMD）。
图表 Video see-through增强现实系统实现方案
资料来源：产研智库
（三）Optical see-through系统
在上述的两套系统实现方案中，输入计算机中的有两个通道的信息，一个是计算机产生的虚拟信息通道，一个是来自于摄像机的真实场景通道。而在optical see-through HMD实现方案中去处了后者，真实场景的图像经过一定的减光处理后，直接进入人眼，虚拟通道的信息经投影反射后再进入人眼，两者以光学的方法进行合成。
图表 Optical See-through增强现实系统实现方案
资料来源：产研智库
（四）三种系统结构的性能比较
三种AR显示技术实现策略在性能上各有利弊。在基于monitor-based和video see-through显示技术的AR实现中，都通过摄像机来获取真实场景的图像，在计算机中完成虚实图像的结合并输出。整个过程不可避免的存在一定的系统延迟，这是动态AR应用中虚实注册错误
的一个主要产生原因。但这时由于用户的视觉完全在计算机的控制之下，这种系统延迟可以通过计算机内部虚实两个通道的协调配合来进行补偿。而基于optical see-through显示技术的AR实现中，真实场景的视频图像传送是实时的，不受计算机控制，因此不可能用控制视频显示速率的办法来补偿系统延迟。
图表 三种AR显示技术实现原理示意图
资料来源：产研智库
另外，在基于monitor-based和video See-through显示技术的AR实现中，可以利用计算机分析输入的视频图像，从真实场景的图像信息中抽取跟踪信息（基准点或图像特征），从而辅助动态AR中虚实景象的注册过程。而基于optical see-through显示技术的AR实现中，可以用来辅助虚实注册的信息只有头盔上位置传感器。
三、增强现实产业链全景
中国增强现实产业主要参与者由生态级增强现实公司、增强现实软件公司、增强现实硬件公司、增强现实衍生品公司构成。增强现实产业链是研发主导型产业链，谁掌握核心底层技术及其标准，谁就能成为产业链的主角。因此，拥有核心底层技术的增强现实软件公司占据产业链的主导地位，是行业发展的制约因素。这些公司融合跟踪定位技术、用户交互技术、虚拟融合技术等；增强现实核心底层技术，推出增强现实软件应用开发软件工具，以帮助增强现实硬件公司和衍生品公司的发展便捷地进行应用开发或创意内容开发。
篇三：VR虚拟现实 Vs AR增强现实
VR虚拟现实 Vs AR增强现实
据国外媒体报道，虚拟现实和增强现实技术都将不断发展壮大。但就以往的经验来看，科技市场的发展一般都是一波三折的。今年虚拟现实和增强现实的收益总计达到数十亿美元。但目前虚拟现实和增强现实技术仍然处在起步阶段。无论是低端产品Cardboard还是高端产品全息透镜都很难在2018年达到销量过亿的目标。那么，虚拟现实和增强现实的创业公司要如何在18-24个月内突破重重阻隔，走向成功呢？大概可以借鉴以下几个途径：
1.被收购
Oculus就是最成功的案例。
2.获得大量融资
Magic Leap已经做了最好的示范。
3.发展副业
流媒体公司OTOY的创始人Jules Urbach和Alissa Grainger从事视觉效果、电视、电影和游戏产业多年。经营范围涉及各类高端产品及软件许可服务。该公司为超过150000名顾客提供云端渲染或SaaS解决方案服务。他们用这些服务所获得的资金来发展新兴可穿戴流媒体业务。
Cubic Motion主席Andy Wood也表示，他们也在现有业务的基础上着手研发虚拟现实或增强现实技术。3D模型发布平台Sketchfab CEO Alban Denoyel表示，虚拟现实产业还有很长的路要走，目前他们通过为创业者发布模型来赚钱。而长期看来，他们将通过广告和高质量的服务来获得收益。
4.寻找合适的出版商
对于游戏产业来说，出版商非常重要。一个好的出版商能够帮助虚拟现实或增强现实游戏进行推广。但产品最终往往存在排他性。
5.垂直化整合
zSpace CEO Paul Kellenberger表示，他们目前在超过300个学区和130所大学中安装了他们的虚拟现实屏幕设备，拥有上千名用户。从2013年起，公司目前的盈利已经超过300%。MindMaze CEO Tej Tadi则将虚拟现实业务的重点放在医疗上。医院可以从该公司免费获得硬件，但要支付一定的费用来为员工进行培训。
6.找一个有钱的“干爹”
成立一个高频自的科技公司听上去固然很好，但这都建立在大量资金的基础之上。如果你能够获得Facebook、谷歌、索尼、微软、三星或其他大型科技公司的支持，那么这些母公司将为你提供坚强的后盾。
7.周边产品也可获得收益
高端游戏引擎领袖Epic Games公司CEO Tim Sweeney表示，虚拟现实已经为该公司带来了不小的收益。很多游戏开发商都开始涉足虚拟现实产业。AR SDK公司总裁兼经理Jay Wright表示，有近25万的游戏开发者和25,000个应用程序涉及虚拟现实。
Lumus公司通过出售透明光学显示模块，并与DAQRI、Atheer和泰利斯等公司进行合作也拓展了自己的消费市场。手势和身体追踪公司Gestigon在与OEMs进行合作后，也获得了客观的收益。
Lytro公司则通过出租光场相机给好莱坞、VR视频平台和游戏开发商来获得收益。第三方公司通过购买的他们的设备来获得相应服务。
眼部运动追踪公司Eyefluence也在虚拟现实这一浪潮中分得一羹。他们会向虚拟现实头戴设备公司提供眼球追踪技术。
8.为大型活动提供赞助
Two Bit Circus公司CEO认为，在预算合理的前提下，公司应着重与品牌推广。赞助大型体育赛事或是音乐会都是很好的选择。可以为用户提供免费体验或预览，但如果用户想要获得更多或更高品质的服务则需要支付一定的费用。
9.提供广告服务
以Blippar为首的公司则将静态媒体广告转变为基于增强现实技术的互动广告。该公司采用绩效定价，即通过平台访问量来收取费用。这种基于智能手机的增强现实技术会给广告带来更好的效果。
10.与大型企业合作
ODG公司长期以来与政府和大型企业合作。该公司将他们的智能眼镜直接出售给大型企业，这样的销售模式为他们带来了大量的订单。爱普生也在过去的五年中对他们的销售渠道和合作伙伴进行整合，建立了一个可持续发展且有利可图的增强现实销售渠道。
11.放慢发展速度
红杉资本合伙人Matt Huang认为初创公司在市场前景不确定的情况下，发展速度不宜过快。虚拟现实初创公司Baobab Studio公司CEO Maureen Fan也认为，虽然他们已经获得了大量投资，但他们仍然不愿意鹤立鸡群。他们更乐于一步一个脚印的发展。
12.创新
在刚开始的18-24个月内，创新型的商业模式往往比获得资金更为重要。之前有很多公司都采用了创新型的新模型，虚拟现实技术和增强现实技术企业也同样试用这一经验。目前，虚拟现实和增强现实都处于萌芽阶段，创新和变革才是应该首要关心的问题。只有不断的调整，适应环境的变化，才能在这一新的科技浪潮中得以幸存。
《增强现实,英语》
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