基于增強現實技術的手機應用研究

趙晉

摘 要：智能手機的快速發展在很大程度上促進了增強現實技術的推廣和應用，也為用戶帶來了一種的新的體驗。文章在介紹增強現實技術在移動設備應用的基礎上，對增強現實技術在手機應用的特點進行分析，針對移動手機增強現實技術發展所需要解決的問題進行分析研究。

關鍵詞：增強現實技術；移動手機；應用研究

增強現實技術是指在虛擬現實技術充分發展的基礎上產生的一種新的計算機應用和人機交互技術。這種技術在教育教學評估、醫療研究以及遠程機器人控制等方面具有重要作用。早期的增強現實技術系統以計算機或者工作站作為系統運行的平臺，使用的設備是透視式的顯示器。這種技術對用戶的運動范圍進行了限制，不能被應用在室外環境。但在計算機技術的不斷發展下，虛擬現實和增強現實技術實現了新的發展，對移動增強現實的研究也逐漸加深。增強現實技術在手機系統上具有廣闊的應用價值，被移動互聯網終端商、手機芯片廠商廣泛應用。

1 增強現實技術在移動手機應用發展

1.1 應用現狀

現階段，世界上有很多國家專門的公司從事了增強現實技術在移動手機的研究工作，比如諾基亞公司、西門子公司、索尼公司等。其中，世界上主流的智能手機操作系統有蘋果公司的ios系統，谷歌公司的安卓系統，微軟公司的Windows系統等。蘋果公司的ios系統，谷歌公司的安卓系統是增強現實技術在手機移動應用的主平臺。雖然增強現實技術在移動設備的引用發展是一種初級階段，但其發展的速度迅速，到2014年為止，國際上有8.6億的移動設備應用了增強現實技術。

1.2 主體框架結構

增強現實技術的開發應用平臺是以PC機或者工作站為主的系統，實現了對PC機和工作站強大計算機處理能力和圖形顯示技術的應用。由于早期智能手機對數據信息處理的能力有限，一般不能對在PC上的跟蹤算法進行處理，也不能進行后續的處理管理。早期的增強現實技術系統客戶端及服務器的架構方式如圖一所示。伴隨手機芯片處理速度的提升，有關人員實現了客戶端和服務器分別承擔計算的處理分析，但系統結構仍沒有脫離PC機，發展局限在于無線網絡傳輸不能滿足實時性的需求，對系統能力帶來了限制。

2 增強現實技術在移動手機主要應用技術

2.1 跟蹤注冊技術

為了實現虛擬和現實之間的融合發展，增強現實技術系統建立了一種能夠轉換虛擬和現實坐標的轉換系統，即注冊技術。由于觀察者的位置不斷變化，系統需要站在不同的視角上來建立坐標系的關系，這個建立的過程就是跟蹤。其中常用的跟蹤定位技術有以下幾種：第一，基于硬件系統跟蹤器的跟蹤定位技術。第二，基于視頻監測系統的跟蹤定位。第三，混合型的跟蹤定位技術。

2.2 圖像識別技術

圖像識別技術主要是指利用攝像機對視野范圍內的目標場景圖像進行識別，并將其和之間預存的場景圖像相匹配過程，主要包括圖像的處理、預處理以及特殊提取和分類匹配等。增強現實技術支持下的移動終端用戶能夠利用攝像頭在所處的場景進行圖像采集，并在圖像識別技術下實現對收集數據的處理，之后根據特征值來匹配信息，將符合匹配的信息顯示在移動屏幕上。

2.3 標定技術

標定技術主要是指將增強現實下的攝像機參數信息在經過試驗之后才能獲得，并同時生成一種準確的定位。標定技術需要涉及的測量值包括攝像機的參數信息、攝像機的視野范圍以及傳感器的偏移情況等。標定技術是加強虛擬和現實世界之間的橋梁，其優劣對虛擬匹配的穩定和真實產生重要影響。

2.4 人機交互技術

人機交換技術主要以計算機輸入、輸出的方式來實現人和計算機對話的技術，具體包括計算機的顯示設備以及提示設備。增強現實技術中的人機交互方式包括空間點的交互方式、命令的交互方式以及對特殊工具的利用方式。

3 增強現實技術的手機分類

3.1 和定位服務相關的應用

這種手機主要應用依賴于定位服務技術LBS。LBS在移動運營商的無線網絡和外部定位方式應用下實現對終端用戶信息的獲得，一般包括對智能手機地理位置的確定，對用戶提供各種和位置有關的信息。這種和定位有關的應用減少了移動手機對圖像識別技術的以來，在最大限度上降低了對手機CPU的運算分析能力要求。

3.2 和識別技術有關的應用

和識別技術有關的應用最典型的是有道詞典。有道詞典通過攝像頭來對信息進行辨別，之后在網絡的作用下獲得更多有關的信息，并將信息進行整合顯示成畫面，實現虛擬和現實之間的集合。

4 總結

隨著時代和進步，增強現實技術得到了快速的發展，在移動軟硬件設備技術的不斷發展和提高下，以智能手機為代表的移動設備具備了快速處理信息的能力，在高性能攝像頭的作用下，能夠將現實世界和虛擬世界進行有效的集合，提升增強現實技術在人們實際生活中的應用，為此需要有關人員不斷對增強現實技術進行研究和推廣。

參考文獻

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[2]劉遹菡，湛青，許潔.基于增強現實技術的手機應用研究[J].湘潭大學學報：哲學社會科學版，2015，39（2）：127-130.

（作者單位：中國傳媒大學南廣學院 傳媒技術學院）