神奇的移動增強現實技術

王梓瀟

自從我的手機系統升級后，我的眼里出現了一個新事物——AR。

AR是如何發展起來的？為何這么神奇？我開展了探究。

一、AR發展及其應用前景

增強現實（AR）是在虛擬現實（VR）技術基礎上發展起來的一種綜合了計算機視覺、圖形學、圖像處理、多傳感器技術、顯示技術的新興計算機應用和人機交互技術。

虛擬現實是利用計算機發展中的高科技手段構造出一個虛擬的境界， 使參與者獲得與現實一樣的感覺。增強現實 （AR） 是一種新興的體驗形式，運用增強現實技術， 又稱擴增內容 ，它可以無縫地整合到現實環境中， 為人類所感知。擴增內容可以是二維及三維物體、視頻及音頻材料、文本信息等， 甚至可以是嗅覺及觸覺信息。

隨著無線互聯網技術的發展，帶寬不斷增加，移動智能終端的處理能力越來越強，越來越多的用戶習慣使用移動智能終端訪問互聯網。多種傳感器裝備到手機上為AR業務的普及提供了終端基礎，為分層次打造個性化的信息服務提供了必要的支撐條件。AR技術的普及促進了移動互聯網在教育、社交網絡、旅游、游戲等業務的創新。

二、Unity及AR開發流程

Unity3D是一款可以輕松創建三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等互動內容的、多平臺的綜合游戲開發工具。支持多種主流三維建模軟件的模型格式， 其編輯器可在Windows和Mac OS X下運行， 可發布游戲至Windows、Mac和Android平臺， 也可以利用Unity webplayer插件發布網頁游戲。

1.Unity引擎

Unity3D是一款基于三維空間的多平臺綜合開發工具。AR的開發絕大多數是通過Unity引擎來完成的。

2.基于Unity3D的AR技術原理

基于Unity3D的AR案例的開發主要運用marker識別技術，在Unity3D開發環境中主要存在一個主camera， 一個承載攝像頭拍攝的真實場景， 當攝像頭檢測到marker后， 會將模型的信息與marker的信息綁定，制作完成后可以發布到不同的平臺。

三、AR應用總結和效果展示

基于Unity3D的開發平臺制作增強現實可以改進原有以靜態二維文本、圖像為主的教育教學方式， 搭建Unity的環境之后進一步加入3D角色、聲音及互動道具，能實現更多的交互操作， 設計更美觀、更有意義的應用案例，將增強現實技術更有效地應用于各種系統， 使媒體在情境化、沉浸感及自然交互性方面有所突破，從而大大提高學習者的興趣。

增強現實使用計算機創建虛擬物體，比在實際場景中進行布景成本更低廉，甚至在有些實際場景根本就無法進行現場操作，而利用增強現實技術生成虛擬物體卻可以實現。在增強現實系統中，計算機對用戶直接觀察到的真實世界進行分析和處理，將生成的虛擬增強信息正確疊加到真實世界中，從而使虛擬增強信息與真實世界無縫融合，這樣用戶通過手持設備或增強現實顯示裝置就可以觀察得到。

例如在奧運會的虛擬演播室可以將計算機生成的運動員的國籍信息嵌入真實場景中，幫助觀眾實時查看比賽實況，如圖1所示。

互聯網技術的發展和智能終端的出現使增強現實技術從電腦轉移到了不受地理限制的移動智能終端上。

移動增強現實技術的應用前景非常廣泛，包括旅游、游戲、社交娛樂等多個方面。比如人們游覽名勝古跡時，游客只需用手機攝像頭對準眼前的古跡或廢墟，移動增強現實技術就能自動判斷位置及游客視角，在手機上展示完整的遺址虛擬重構場景，并隨著游客位置和視角的變化自動切換融合虛擬場景。

隨著移動增強現實市場規模不斷擴大，人們對增強現實應用體驗要求日益提高：流暢展現、實時交互、持久運行，這對移動終端設備的計算能力、媒體處理能力等均提出了挑戰。