本文關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的光照一致性研究　出處：《哈爾濱理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality,AR)是以虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)為基礎(chǔ)的新興的研究領(lǐng)域,虛擬物體與真實(shí)世界可以通過它完美的結(jié)合在一起。使用者可以利用人機(jī)交互技術(shù)與虛擬物體交互,進(jìn)而獲得非同一般的感官體驗(yàn)。時(shí)間一致性、幾何一致性以及光照一致性是實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)真實(shí)感的三個(gè)方面,近年來,幾何一致和時(shí)間一致日益完善,研發(fā)人員開始關(guān)注虛實(shí)場景的一致性,而光照一致是解決虛擬物體與真實(shí)場景完美統(tǒng)一的不可或缺的條件。本文介紹了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)原理并著重闡述了AR中的光照一致性技術(shù),然后提出了本文的光照一致性算法——單標(biāo)記實(shí)時(shí)場景光源檢測算法。主要內(nèi)容包括市場調(diào)研、技術(shù)選定、核心算法優(yōu)化及具體工程實(shí)現(xiàn)四個(gè)方面:首先,對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域、研究背景、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行調(diào)研,研究如何在AR中實(shí)現(xiàn)光照一致性,使虛擬物體更好的融入到真實(shí)場景中。其次,詳細(xì)闡述了基于單標(biāo)記的實(shí)時(shí)場景光源檢測算法的AR光照一致系統(tǒng)工程框架,以及選用的核心技術(shù),如圖像識(shí)別與跟蹤技術(shù)及虛實(shí)融合技術(shù)。第三,提升設(shè)備對標(biāo)識(shí)物識(shí)別的性能。本文基于方向信息對目前主流的圖像識(shí)別與跟蹤技術(shù)之一隨機(jī)蕨算法進(jìn)行改進(jìn),簡稱方向蕨(Oriented Ferns,OFerns)。最后,為了驗(yàn)證本文設(shè)想的可行性,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款基于單標(biāo)記實(shí)時(shí)場景光源檢測算法的AR系統(tǒng)。經(jīng)過分析數(shù)據(jù)和評測,該系統(tǒng)具有虛實(shí)融合、可自然人機(jī)交互、正確生成陰影以及光源的顏色和強(qiáng)度的特點(diǎn),具有良好的實(shí)際使用價(jià)值。
[Abstract]:Augmented reality (AR) is a new research field based on Virtual reality (VR). Virtual objects and the real world can be perfectly combined together. Users can use human-computer interaction technology to interact with virtual objects, and then obtain extraordinary sensory experience. Time consistency. Geometric consistency and illumination consistency are the three aspects of realizing augmented reality reality. In recent years, geometric consistency and time consistency are increasingly perfect, so researchers begin to pay attention to the coherence of virtual reality scene. Illumination consistency is an indispensable condition to solve the perfect unity of virtual object and real scene. This paper introduces the composition of augmented reality system. Characteristics and implementation principle of AR illumination consistency technology, and then put forward the illumination consistency algorithm-single label real-time scene light source detection algorithm. The main content of this paper includes market research. Technology selection, core algorithm optimization and specific engineering implementation four aspects: first, the application of augmented reality technology, research background, domestic and foreign development status and implementation methods are investigated. Research on how to achieve illumination consistency in AR, make virtual objects better into the real scene. Secondly. The engineering framework of AR illumination consistent system based on real-time scene light source detection algorithm based on single marker is described in detail, as well as the selected core technologies, such as image recognition and tracking technology and virtual reality fusion technology. Third. Based on the direction information, this paper improves the random fern algorithm, which is one of the most popular image recognition and tracking techniques, known as Oriented Ferns. Finally, in order to verify the feasibility of this paper, we design and implement an AR system based on single-label real-time scene light source detection algorithm. The system has the characteristics of virtual reality fusion, natural human-computer interaction, correct shadow generation, color and intensity of light source, and has good practical value.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41

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本文編號(hào)：1364106