增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（augmentedreality，簡稱ar），也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它是把原本在現(xiàn)實(shí)世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗(yàn)到的實(shí)體信息(視覺信息，聲音，味道，觸覺等)，通過科學(xué)技術(shù)模擬仿真后再疊加到現(xiàn)實(shí)世界被人類感官所感知，從而達(dá)到超越現(xiàn)實(shí)的感官體驗(yàn)。與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)所要達(dá)到的完全沉浸的效果不同，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)致力于將計算機(jī)生成的信息同真實(shí)世界中的場景結(jié)合起來，它可以為醫(yī)療和工程用戶提供準(zhǔn)確、高效的輔助操作界面，也能夠?yàn)榻逃驃蕵烦绦驑?gòu)造引人入勝的交互環(huán)境。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)設(shè)計、機(jī)械制造、建筑、教育和娛樂等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景，而且它提供了一種更容易時間的虛擬現(xiàn)實(shí)的方法，更代表了下一代更易使用的人機(jī)界面的發(fā)展趨勢。

二、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作原理

由于ar應(yīng)用系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)的時候要涉及到多種因素，因此ar研究對象的范圍十分廣闊包括信號處理、計算機(jī)圖形和圖像處理、人機(jī)界面和心理學(xué)、移動計算、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式計算、信息獲取和信息可視化，以及新型顯示器和傳感器的設(shè)計等。ar系統(tǒng)雖不需要顯示完整的場景，但是由于需要通過分析大量的定位數(shù)據(jù)和場景信息來保證由計算機(jī)生成的虛擬物體可以地定位在真實(shí)場景中，因此ar系統(tǒng)中一般都包含以下4個基本步驟：(1)獲取真實(shí)場景信息;(2)對真實(shí)場景和相機(jī)位置信息進(jìn)行分析;(3)生成虛擬景物;(4)合并視頻或直接顯示，即圖形系統(tǒng)首先根據(jù)相機(jī)的位置信息和真實(shí)場景中的定位標(biāo)記來計算虛擬物體坐標(biāo)到相機(jī)視平面的仿射變換，然后按照仿射變換矩陣在視平面上繪制虛擬物體，Zui后直接通過s-hmd現(xiàn)實(shí)或與真實(shí)場景的視頻合并后，一起顯示在普通顯示器上。ar系統(tǒng)中，成像設(shè)備、跟蹤與定位技術(shù)和交互技術(shù)是實(shí)現(xiàn)一個基本系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)。

三、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

1．在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用研究

軍用飛機(jī)和直升機(jī)利用頭盔顯示器將矢量圖形疊加到飛行員視野中，提供導(dǎo)航信息。美國的 simnet 系統(tǒng)在 1995年融入了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過一些特殊的頭盔式顯示器和測距儀，使配備該設(shè)備的戰(zhàn)斗人員能夠看見其他作戰(zhàn)單位的增強(qiáng)信息。

2．在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用研究的一個熱點(diǎn)，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將病人的mri（核磁共振）或 ct（計算機(jī)控制 x射線斷層分析）疊加在病人身體或?qū)嵨锶梭w模型上，幫助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)方案的制定、手術(shù)時的輔助指引、模擬的手術(shù)訓(xùn)練。mit的 ai實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在腦外科手術(shù)中的應(yīng)用研究，利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)合成圖像的手術(shù)技術(shù)操作。

3．在工程設(shè)計和裝配維修領(lǐng)域的應(yīng)用研究

1995 年ecrc（歐洲計算機(jī)研究中心）將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程協(xié)作進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)顯示設(shè)備使得異地的設(shè)計人員或客戶與本地的設(shè)計人員共享一個實(shí)物或cad模型信息，并可以實(shí)時地交流設(shè)計改進(jìn)思想。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械儀器的組裝維修方面，可將裝配流程指南按照工作進(jìn)度準(zhǔn)確地顯示給用戶，指導(dǎo)用戶順利完成任務(wù)。相對安裝手冊而言，這些附加的文字、圖像更加生動易于理解。科羅拉多大學(xué)feiners 研究組應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)進(jìn)行激光打印機(jī)的維修。波音公司將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)制造中的電力線連接和接線器的裝配。

4．在文化娛樂領(lǐng)域的應(yīng)用研究

德國dml（數(shù)字媒體實(shí)驗(yàn)室）利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)擴(kuò)展了原來基于藍(lán)影技術(shù)制作天氣預(yù)報節(jié)目的方法，用虛擬的三維場景替換了原來的平面背景，使得節(jié)目效果更好。

5．在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用研究

英國 fraunhofer學(xué)院開發(fā)了適用于城市規(guī)劃的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使得建筑設(shè)計人員能夠在現(xiàn)場預(yù)視方案的效果，與應(yīng)用于該領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)而言，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以讓設(shè)計人員更真實(shí)地體驗(yàn)設(shè)計方案與周圍環(huán)境是否和諧。

 

面板的工具(pip)的特制工具與計算機(jī)生成的虛擬物體交互。