关于增强现实中虚实融合技术的研究

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1、分类号：密级：学校代码：l0l65学号：20101248逢掌虚可筢犬擎硕士学位论文关千增强现实中虚实融合技术的研究作者姓名：贾立兵学科、专业：课程与教学论(计算机)研究方向：计算机仿真导师姓名：唐棣教授2013年06月学位论文独创性声明本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。学位论文作者签名：亟垒旦∑学位论文

2、版权的使用授权书本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校有权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后使用本授权书。学位论文作者签名：熏至皇二指导教师签名：签名日期：M多年幽』1辽宁师范大学硕士学位论文摘要随着计算机图形学相关理论及计算机图形硬件

3、的快速发展，以计算机图形学为重要理论基础的虚拟现实和增强现实技术也取得了长足的进步，并且受到了人们越来越多的关注，成为计算机仿真领域研究的热点。传统增强现实系统中虚拟物体和真实背景之间存在较为明显的视觉差异，不能够给予用户良好的真实的体验。本文针对这一点，将非真实感绘制的方法引入到增强现实系统中，提出了一种借助非真实感绘制技术的水彩画风格的增强现实技术，该方法较大程度的减少了虚拟物体和真实背景之间的视觉上的差异，比较好的解决了视觉感官上虚实无缝结合的问题。本文还对在虚拟现实和增强现实系统中经常出

4、现的三维树木元素进行了仿真模拟，取得了理想的效果。水彩画风格的增强现实技术很好的消除了计算机生成的虚拟物体与摄像机采集的真实背景之间的视觉差异。该方法总体分为颜色区域简化和线条提取两个部分。在颜色区域简化部分通过使用二维Voronoi图处理AR视频帧得到近似水彩画效果的视频帧，该步骤通过简化视频帧的颜色信息使得虚拟物体和真实背景风格化融合。轮廓提取部分将对原视频帧采用线条提取算法提取轮廓线，以模拟水彩画中风格化的线条，最后将提取得到的轮廓叠加到第一步处理后得到的视频帧并作为最终图像输出。实验结果

5、表明输出画面细腻，虚与实融为一体，能够给予用户更加真实的视觉体验。植物是虚拟现实和增强现实系统中不可或缺的重要元素，如何高效且逼真的模拟植物是计算机图形学亟需解决的课题。本文通过OpenGL纹理映射和递归算法对虚拟现实中经常出现的三维树进行了模拟。采用纹理映射的方法使得模拟结果更好的实现了树木的细节部分，模拟结果更为细腻逼真，模拟结果是基于三维空间坐标系的，因此可以利用OpenGL中相关的渲染函数对结果做进一步的处理。关键词：增强现实；非真实感绘制；Voronoi图；纹理映射关于增强现实中虚实融

6、合技术的研究ResearchonaugmentedrealityAbstractAlongwiththerapiddevelopmentofcomputergraphicsrelatedtheoryandcomputergraphicshardware，virtualrealityandaugmentedrealitytechnologybasedonthecomputergraphics，hasalsomadegreatprogress，andattractpeoplemoreandmorea

7、ttention，becomethehotspotinresearchofcomputersimulation．Intraditionalaugmentedrealitysystem，betweenthevirtualobjectsandtherealbackgroundexistsamoreobviousvisualdifference。notabletogivetheuseragoodauthenticexperience．Inthispaper，non-photorealisticrend

8、eringmethodisintroducedtoaugmentedrealitysystem，presentsausingnon—photorealisticrenderingtechniqueswatercolorstyleaugmentedrealitytechnology，thismethodreducesagreaterdegreeofvisualdifferencebetweenthevirtualobjectsandtherealbackground，ItiSabettersolu