三维虚拟现实 三维动画技术从哪学起？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-24 05:06 标签： 三维虚拟现实
增强现实（AR）系统的三大关键技术是什么？_VR虚拟现实
增强现实(AR技术)系统的主要任务是进行真实世界和虚拟物体的无缝融合，需要解决真实场景和虚拟物体的合成一致性问题。为了确保真实世界和虚拟对象的无缝融合，根据Ronald Azuma对增强现实技术的定义，在AR应用系统开发中必须要解决好三大关键问题和三项关键技术。
1.增强现实应用系统开发三大关键问题
增强现实应用系统开发的三大关键问题是如何解决真实场景和虚拟物体在几何、光照和时间方面的一致性问题。几何一致性是解决虚拟对象和真实场景在空间中的一致性，是最基本的要求;光照一致性是虚实融合场景真实感绘制的要求;时间一致性是实现实时交互的要求。在三大问题中，几何一致性和时间一致性是研究光照一致性的前提，因为只有高效、实时恢复场景的几何表示，才能进行精确的光照恢复，才能够得到具有强烈真实感的融合效果。
2.增强现实应用系统开发的三大关键技术
根据Ronald Azuma提出的增强现实的定义，增强现实应用系统开发的三大关键技术可总结为三维注册技术、虚实融合显示技术以及人机交互技术。为了解决好增强现实应用系统开发中面临的三大关键问题，必须解决好三大关键技术。
(1)三维注册技术
三维注册技术是实现移动增强现实应用的基础技术，也是决定移动增强现实应用系统性能优劣的关键，因此三维注册技术一直是移动增强现实系统研究的重点和难点。其主要完成的任务是实时检测出摄像头相对于真实场景的位姿状态，确定所需要叠加的虚拟信息在投影平面中的位置，并将这些虚拟信息实时显示在屏幕中的正确位置，完成三维注册。注册技术的性能判断主要有三个标准：实时性、稳定性和鲁棒性。
目前基于移动终端的移动增强现实系统的研究中主要采用以下几种注册方式：基于计算机视觉、基于硬件传感器的以及混合注册方法，如图1-6所示：
图移动增强现实三维注册技术分类
Fig.Mobile Augmented Reality 3D registration technology classification
基于计算机视觉的注册算法：主要是指利用计算机视觉获取真实场景的信息后，经过图像处理方面的知识来识别和跟踪定位真实场景的过程。基于计算机视觉的注册算法又分为基于传统标志的注册算法和基于自然特征点无标志注册算法。
基于硬件传感器的注册算法：传统增强现实系统的硬件传感器跟踪技术主要包括惯性导航系统、全球定位系统(GPS)、电磁、光学或超声波位置跟踪器等。其中惯性导航系统的主要问题是被跟踪物体的角度及位置的跟踪误差会随时间增长而不断增大，漂移较大，设备的体积重量也较大;GPS定位误差较大，在室内、峡谷或其他复杂地形的情况下GPS信号经常无法正常接收;电磁、光学或超声波位置跟踪器采用发射和接收的工作方式来进行跟踪，使用场合固定，范围有限。
而在维修诱导、教育培训等应用领域，匹配精度要求比较高，较大的注册误差将破坏用户对周围环境的正确感知，改变用户在真实环境中动作的协调性。因此要实现精确的增强现实三维注册，必须要有高精度的跟踪设备。移动终端上一般常用的硬件传感器有陀螺仪、速度传感器、磁场传感器、方向传感器等。这种注册方法容易受到环境的干扰，注册不精确。
混合注册方法：Dularch和Mavor曾得出结论，由于系统的不精确性和系统延时方面的限制，目前单一的跟踪技术不可能很好的解决增强现实应用系统的方位跟踪问题。因此采用混合跟踪的方法对增强现实系统进行跟踪注册也是国内外著名大学和科研机构人员研究的方向。混合跟踪注册算法主要是为了达到更加精确的注册结果，将基于计算机视觉的注册算法与基于硬件传感器的注册算法相结合，例如：广东工业大学帅朝春采用基于计算机视觉和磁跟踪器混合注册方法实现增强现实环境下车间布局系统的设计。
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以上内容是VR虚拟现实：内容提要：
增强现实(AR技术)系统的主要任务是进行真实世界和虚拟物体的无缝融合，需要解决真实场景和虚拟物体的合成一致性问题。为了确保真实世界和虚拟对象的无缝融合，根据Ronald Azuma对增强现实技术的定义，在AR应用系统开发中必须要解决好三大关键问题和三项关键技术。
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海油员工培训用上三维虚拟现实技术
发布日期：
信息来源：中国海油石油报
2月19日获悉，由中海油信息科技有限公司（下称海油信科）承揽的“应急救援指挥协调仿真模拟系统”项目已经通过专家评审验收。
该系统是海油发展人力资源服务公司的重点项目，同时也是中央国有资本安全生产保障能力建设专项资金支持建设项目。
系统突破了以往呆板枯燥的教学方式，采用三维虚拟现实技术实现了沉浸互动式教学，开创了人机互动仿真模拟培训模式的新格局，成为中海油首个采用三维游戏的设计思路进行培训的案例。同时，系统采用大型拼接屏作为教学培训的硬件承载体，可实现所有学员电脑的切换显示，便于教师的讲解和点评。
“通过建立虚拟的三维生产场景，突破了传统演习场所、参加人数、演练次数等限制，以三维方式模拟典型事故，可以使得教学更加形象直观，解决员工在传统培训时直觉感官获取信息不足的问题。”海油信科天津分公司新技术应用开发部经理焦红艳表示。
项目验收现场，国家安监总局组织全国20个省、市、自治区的安监局代表、13家央企总部代表、18家央企培训基地负责人及人事司、总局培训中心相关领导体验了该系统的全新功能，对海油信科天津分公司项目组的工作给予了高度评价。（通讯员 周阳 肖菲）
海油员工培训用上三维虚拟现实技术
发布日期：
信息来源：中国海油石油报
2月19日获悉，由中海油信息科技有限公司（下称海油信科）承揽的“应急救援指挥协调仿真模拟系统”项目已经通过专家评审验收。
该系统是海油发展人力资源服务公司的重点项目，同时也是中央国有资本安全生产保障能力建设专项资金支持建设项目。
系统突破了以往呆板枯燥的教学方式，采用三维虚拟现实技术实现了沉浸互动式教学，开创了人机互动仿真模拟培训模式的新格局，成为中海油首个采用三维游戏的设计思路进行培训的案例。同时，系统采用大型拼接屏作为教学培训的硬件承载体，可实现所有学员电脑的切换显示，便于教师的讲解和点评。
“通过建立虚拟的三维生产场景，突破了传统演习场所、参加人数、演练次数等限制，以三维方式模拟典型事故，可以使得教学更加形象直观，解决员工在传统培训时直觉感官获取信息不足的问题。”海油信科天津分公司新技术应用开发部经理焦红艳表示。
项目验收现场，国家安监总局组织全国20个省、市、自治区的安监局代表、13家央企总部代表、18家央企培训基地负责人及人事司、总局培训中心相关领导体验了该系统的全新功能，对海油信科天津分公司项目组的工作给予了高度评价。（通讯员 周阳 肖菲）

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