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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于多標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品展示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品設(shè)計(jì)了基于多標(biāo)識(shí)物的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)自己的意愿，設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品，通過(guò)在真實(shí)場(chǎng)景中對(duì)標(biāo)識(shí)物的任意移動(dòng)得到的虛擬產(chǎn)品在現(xiàn)實(shí)中的擺放位姿，并憑借不同標(biāo)識(shí)物提示“命令”來(lái)完成用戶想要展示的虛擬產(chǎn)品。本作品是以汽車產(chǎn)品為例，根據(jù)產(chǎn)品展示的需求，便于用戶實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)品的展示和宣傳。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)是基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多標(biāo)識(shí)物的設(shè)計(jì)與識(shí)別，將標(biāo)識(shí)物以“按鈕”形式提供給用戶，完成“命令”功能，使用戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的展示；本系統(tǒng)是演示一個(gè)汽車產(chǎn)品和它的組裝，首先設(shè)計(jì)出將要展示的汽車部件模型，通過(guò)攝像設(shè)備對(duì)設(shè)計(jì)的標(biāo)識(shí)物的識(shí)別，識(shí)別出汽車的輪胎，底盤，車殼，車座等，這些模型在標(biāo)識(shí)物上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、拼裝、旋轉(zhuǎn)和改變等操作。通過(guò)在演示版上的按鈕標(biāo)識(shí)，來(lái)進(jìn)行分步的組裝與拆分。演示的過(guò)程中，用戶可以根據(jù)自己的喜好，隨意改變汽車的顏色以及汽車的類型。拼裝過(guò)程中，用戶可以從各個(gè)角度來(lái)欣賞汽車的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，待拼裝之后，汽車將行駛出去，真正實(shí)現(xiàn)虛擬的物體與現(xiàn)實(shí)的環(huán)境完美的結(jié)合。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 標(biāo)識(shí)物是虛擬物體在真實(shí)場(chǎng)景注冊(cè)的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)多標(biāo)識(shí)物的設(shè)計(jì)和識(shí)別，實(shí)現(xiàn)虛擬物體在場(chǎng)景中的定位和表現(xiàn)。而且實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識(shí)物按鈕化功能，虛擬物體在標(biāo)識(shí)物上的移動(dòng)、拼裝和特征的改變。 使在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)展示中更加多元化、操作更為便捷。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究主要針對(duì)虛擬物體的注冊(cè)，盡管為了快捷注冊(cè)虛擬物體采用人工標(biāo)識(shí)物，或利用已開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)，如ARToolkit、ARTag、Coin3D，但多為單一和圖案簡(jiǎn)單的標(biāo)識(shí)，而基于多標(biāo)識(shí)的注冊(cè)和識(shí)別為數(shù)不多。我校教師近兩年關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最新研究成果，實(shí)現(xiàn)了基于標(biāo)識(shí)物的三維物體快捷注冊(cè)。 上述技術(shù)研究主要針對(duì)虛擬三維物體的注冊(cè)，注冊(cè)后的物體靜態(tài)放置在場(chǎng)景中，而尚未探索虛擬物體在場(chǎng)景中通過(guò)交互方式的表現(xiàn)。鑒于ARToolKit平臺(tái)的物體注冊(cè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，本作品采用ARToolKit開(kāi)發(fā)平臺(tái)，通過(guò)更改攝像設(shè)備觀察物體角度，與觀看實(shí)物相仿，并借助計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)和可視化技術(shù)產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不存在的虛擬物體，將虛擬物體準(zhǔn)確注冊(cè)在真實(shí)環(huán)境中，并通過(guò)交互手段將虛擬物體與真實(shí)環(huán)境融為一體，以便呈現(xiàn)給使用者一個(gè)感官效果真實(shí)的新環(huán)境。這較虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品展示有明顯的優(yōu)勢(shì)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中以標(biāo)識(shí)物和手指觸摸方式展示虛擬的物體，摒棄傳統(tǒng)的菜單和鼠標(biāo)操作，使用戶仿佛親臨真實(shí)場(chǎng)景。操作簡(jiǎn)單快捷，尤其是以圖形圖標(biāo)為指示在真實(shí)場(chǎng)景中加入虛擬物體更為生動(dòng)形象易于理解，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)物按鈕功能、多標(biāo)識(shí)物體組裝功能。經(jīng)網(wǎng)上檢索，國(guó)內(nèi)尚無(wú)類似功能和技術(shù)水平的報(bào)道。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 基本完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 不轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 1.用3DMax設(shè)計(jì)物體的三維模型，根據(jù)視頻技術(shù)和標(biāo)識(shí)物識(shí)別方法將物體三維模型在真實(shí)場(chǎng)景中定位。 2.通過(guò)對(duì)標(biāo)識(shí)物的觸摸實(shí)現(xiàn)物體的全方位的展示。 3.通過(guò)對(duì)不同按鈕標(biāo)識(shí)物的操作展示物體的組裝過(guò)程。 4.本系統(tǒng)易于操作和掌握，有助于對(duì)物體（產(chǎn)品）的全方位展示及體驗(yàn)，節(jié)約展示產(chǎn)品的空間和經(jīng)費(fèi)。 5.本演示系統(tǒng)在演示的過(guò)程中可以根據(jù)使用者的喜好隨時(shí)的更換汽車的類型、顏色，以及觀賞的角度，使觀眾更加全面的了解汽車的各個(gè)部件。 6.本作品可用于體積大、貴重物品的展示，也可作為教學(xué)演示、軍事模擬、城市規(guī)劃及娛樂(lè)游戲等方面，有較好的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality, 簡(jiǎn)稱AR）借助圖形技術(shù)和可視化技術(shù)形成現(xiàn)實(shí)環(huán)境中不存在的虛擬對(duì)象，通過(guò)傳感技術(shù)將虛擬對(duì)象準(zhǔn)確“放置”在真實(shí)環(huán)境中，借助顯示設(shè)備將虛擬對(duì)象與真實(shí)環(huán)境融為一體，并呈現(xiàn)給使用者在感官上的效果真實(shí)的新環(huán)境。AR技術(shù)除了應(yīng)用于與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)相類似的應(yīng)用領(lǐng)域外，更廣泛被應(yīng)用于醫(yī)療研究與解剖訓(xùn)練、工程設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程機(jī)器人控制等領(lǐng)域。 20世紀(jì)90年代末，AR領(lǐng)域的研究者們開(kāi)始集會(huì)在一系列每年召開(kāi)的和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)相關(guān)的國(guó)際研討會(huì)和工作會(huì)議上，其中包括國(guó)際增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研討會(huì)(ISAR)和國(guó)際混合與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)會(huì)議(IsMAR)等，很大程度上促進(jìn)AR研究的發(fā)展。國(guó)外研究AR系統(tǒng)的單位有德國(guó)IEMENSAG、美國(guó)微軟公司、澳大利亞enna大學(xué)、日本Nara協(xié)會(huì)等，這些單位已經(jīng)在AR系統(tǒng)的攝像機(jī)校正算法、R頭盔顯示器的設(shè)計(jì)、視覺(jué)跟蹤技術(shù)等方面取得了一些可喜成果。目前，國(guó)內(nèi)研究AR系統(tǒng)的單位有北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、上海大學(xué)等，國(guó)內(nèi)對(duì)AR技術(shù)的研究處于起步階段，主要集中在虛擬物體的注冊(cè)和跟蹤技術(shù)的研究。 在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的交互式指的是用戶可以在虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景中根據(jù)綜合的視覺(jué)效果和主觀意愿對(duì)虛擬物體進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整，以達(dá)到修改虛擬融合效果、確定最佳設(shè)計(jì)方案的目的。 隨著技術(shù)日新月異的發(fā)展，人們已經(jīng)不滿足于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)單單在瀏覽方面提供的應(yīng)用，開(kāi)始尋求增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在交互設(shè)計(jì)上的應(yīng)用, 實(shí)時(shí)交互技術(shù)不僅是實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)技術(shù)，也是影響增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)實(shí)用性的主要技術(shù)，因此對(duì)他的研究也是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要方面。 目前研究的交互技術(shù)主要有鼠標(biāo)交互和人手交互。鼠標(biāo)交互，利用鼠標(biāo)對(duì)虛實(shí)結(jié)合場(chǎng)景在屏幕上顯示的虛實(shí)混合圖像進(jìn)行點(diǎn)擊操作，來(lái)改變虛擬物體在場(chǎng)景的變換位置，雖然使用鼠標(biāo)會(huì)極大的滿足用戶的操作習(xí)慣，但畢竟鼠標(biāo)可以完成的操作是有限的，根本不足以滿足用戶的需求。人手交互，利用人手變換的各種姿態(tài)，來(lái)操作場(chǎng)景中的虛擬物體。雖然這種方法擺脫了硬件設(shè)備的束縛，很大程度上滿足用戶對(duì)其便捷性的要求。但在手勢(shì)交互中，人手靈活性較大，要想對(duì)人手每動(dòng)作將地從現(xiàn)實(shí)環(huán)境中提取出來(lái)，而且讓計(jì)算機(jī)能“認(rèn)識(shí)”各種姿態(tài)的語(yǔ)義，不是很容易處理的。 在“中國(guó)知網(wǎng)”中用“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”（片名/關(guān)鍵詞/摘要）檢索，共有732篇，用“模擬”二次檢索，共有40篇相關(guān)資料。用“多標(biāo)識(shí)”共有0篇。
