基于投影增强现实系统关键技术的研究

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1、上海大学硕士学位论文基于投影的增强现实系统的关键技术研究姓名：邹一波申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：陈一民20080101l二海大学硕?L学位论文摘要增强现实技术(AugmentedReality，AR)是随着虚拟现实技术(VirtualReality，VR)的迅速发展和实际应用需要而出现的一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是一种将真实场景同虚拟场景融合的技术。增强现实技术的无缝融合问题，即一致性融合问题，主要包括几何一致性和光照一致性两个方面。基于投影的增强现实系统是一种通过一定的投影和透射的方式，使用投影技术来构架增强现

2、实系统，覆盖用户视野广，给使用者得到更好的沉浸感。作者主要的研究工作体现在以下几个方面：我们研究了基于投影的AR系统中的光照一致性技术，通过结合利用朗伯表面和镜面反射表面的标志球进行图像处理和分析，并结合空间几何原理，通过图形学的光照模型进行逆推计算，较精确的推算出光源的位置与光照强度。为了将光照检测技术应用到基于投影的增强现实系统中，我们引入了一种自适应光照调节技术。自适应光照调节技术通过对真实场景光照信息采集与处理、虚拟场景光照模型的建立与实现以及虚实场景光强对应关系的建立、拟合与验证这几个过程，实现虚拟场景的光照情况自动根据真实场景中光照信息变化而相应变

3、化，将自适应光照调节技术应用到“魔幻展台”中，给整个基于投影的增强现实系统带来更好的光照一致性。我们应用了无缝拼接的相关技术如几何校正、颜色校正和边缘融合，通过使用投影仪来替代CRT显示器作为投影设备，将多个虚拟图像投射到基于投影的AR系统中生成完整的图像，带来了更好的沉浸感。关键词：基于投影的增强现实系统；光照一致性；光照检测；光照调节技术；无缝拼接V上海大学硕士学位论文AbstractAugmentedReality(AR)isanextensionofstandardVirtualReality(VR)inasensethatitallowsuserst

4、oseecomputer-generatedvirtualobjectssuperimposedOVertherealworld．Itisanewtechnologywhichcombinestherealworldandthevirtualworldseamlessly．Theproblemofseamlessfusioninaugmentedrealityincludestwoaspects，theoneisgeometricconsistency,andtheotherisilluminationconsistency．Theprojection-bas

5、edAugmentedRealitysystemusesboththewaysofprojectionandreflection，andtheprojectiontechnologytobuildanAugmentedRealitysystem．ItCanmaketheusers’viewwiderandprovideuserswithbettervisualeffect．Themainworl(sareincludedinthepaperasfollows：Westudyontheilluminationconsistencyintheprojection—

6、basedAugmentedRealitysystem．Inthedissertation，weintroducetwosphereswithLambertsurfaceandonespherewithmirrorreflectionintherealscene．Throughimageanalysisandanalyticalgeometryofthreedimensions，theilluminationparametersoftherealsceneareestimatedaccurately．Toapplytheilluminationdetectio

7、ntechnologytooursystem，weintroducetheAutomaticallyAdjusting-IlluminationTechniques．Itincludesthesesteps：collectanddisposetheilluminationofrealscene；buildandimplementtheilluminationmodelofvirtualscene；build，combineandvalidatetherelationshipbetweentherealilluminationandthevirtualli曲ti

8、ng．WeapplytheAdjust