基于增强现实的互动图书系统设计与实现
发布时间：2021-05-17 17:20
随着计算机技术的飞速发展,传统图书也与目前最流行的增强现实技术（Augmented Reality,AR）相结合,该技术主要是将虚拟信息与真实场景相融合,增强用户对真实世界的感知。增强现实互动图书系统是增强现实技术在教育领域的一种全新探索。通过对传统图书重新设计,将图书内容虚拟信息通过显示设备对用户进行呈现,改变传统静态的读书模式,为用户带来多维互动的全新体验。现阶段多数增强现实图书都是应用于低龄儿童学前教育的,对于高校教材的增强现实互动图书较少,同时在互动图书系统的三维注册模块中,大多数都是基于标识完成三维注册,该方法受注册环境影响较大,经常导致注册失败。针对以上问题,本文设计一套针对高校教材的增强现实互动图书系统,主要研究内容如下:（1）通过对现阶段增强现实技术进行分析,并对增强现实互动图书系统完成需求分析,设计系统的框架,在分析关键支撑技术的同时完成系统模块的划分,并确立系统的技术路线。（2）针对增强现实互动图书系统三维注册模块中,三维空间注册方法准确度较低、实时性较弱与稳定性不足等问题,本文提出了一种改进SURF算法的三维注册方法。该方法首先通过SURF（Speeded Up ...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文研究内容及论文结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文结构
2 系统相关技术
2.1 增强现实技术
2.1.1 增强现实系统框架结构
2.1.2 三维跟踪注册技术
2.1.3 显示技术
2.1.4 人机交互技术
2.2 Unity3D技术
2.3 Vuforia技术
2.3.1 Vuforia概述
2.3.2 Vuforia架构
2.4 本章小结
3 系统分析与设计
3.1 系统需求分析
3.1.1 系统功能分析
3.1.2 系统非功能需求分析
3.2 系统框架设计
3.3 系统功能模块设计
3.4 系统技术路线
3.5 本章小结
4 改进SURF算法的三维注册方法
4.1 常见的特征检测算法
4.2 改进的SURF算法
4.2.1 SURF特征点提取
4.2.2 FREAK特征描述
4.2.3 汉明距离匹配
4.2.4 改进的LMeds算法
4.3 实验结果与分析
4.3.1 尺度变换鲁棒性
4.3.2 旋转变换鲁棒性
4.3.3 改进LMeds筛选实验
4.4 三维跟踪注册实现
4.5 本章小结
5 系统实现
5.1 系统开发环境的搭建
5.2 系统功能实现
5.2.1 三维模型建立模块
5.2.2 菜单界面模块
5.2.3 三维跟踪注册模块
5.2.4 人机交互模块
5.3 系统发布
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]点云和视觉特征融合的增强现实装配系统三维跟踪注册方法[J]. 王月,张树生,白晓亮. 西北工业大学学报. 2019(01)
[2]结合图像语义分割的增强现实型平视显示系统设计与研究[J]. 安喆,徐熙平,杨进华,乔杨,刘洋. 光学学报. 2018(07)
[3]AR技术与传统纸媒的交互融合设计研究[J]. 詹秦川,赵洋. 包装工程. 2018(06)
[4]基于Vuforia SDK与模型追踪技术的PC端AR技术开发[J]. 秦承运,朱云龙,戴海波,梁江伟. 信息与电脑(理论版). 2018(03)
[5]如何看待我国的虚拟现实科学技术问题[J]. 王志. 中国科学:信息科学. 2017(12)
[6]基于加速分割检测的移动增强现实跟踪注册算法[J]. 刘佳,顾爽,张小瑞,张晶晶. 计算机应用研究. 2018(10)
[7]基于增强现实的儿童图书设计研究[J]. 刘彦宏. 艺术教育. 2017(17)
[8]New advances in visual computing for intelligent processing of visual media and augmented reality[J]. WANG JuHong,ZHANG SongHai,MARTIN Ralph R.. Science China（Technological Sciences）. 2015(12)
[9]一种基于Unity3D的移动增强现实自动导览方法[J]. 罗永东,张淑军. 计算机与数字工程. 2015(11)
[10]增强现实技术在图书出版领域的应用研究[J]. 王卉,李金城. 中国出版. 2015(17)
博士论文
[1]面向移动增强现实的场景识别与跟踪注册技术研究[D]. 桂振文.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于移动增强现实的博物馆导览系统设计与实现[D]. 虞锦东.沈阳工业大学 2018
[2]增强现实技术在儿童出版物中的应用与实现[D]. 夏少琼.北京工业大学 2013
[3]增强现实电子书的开发[D]. 许山杉.华东师范大学 2011
本文编号：3192144
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文研究内容及论文结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文结构
2 系统相关技术
2.1 增强现实技术
2.1.1 增强现实系统框架结构
2.1.2 三维跟踪注册技术
2.1.3 显示技术
2.1.4 人机交互技术
2.2 Unity3D技术
2.3 Vuforia技术
2.3.1 Vuforia概述
2.3.2 Vuforia架构
2.4 本章小结
3 系统分析与设计
3.1 系统需求分析
3.1.1 系统功能分析
3.1.2 系统非功能需求分析
3.2 系统框架设计
3.3 系统功能模块设计
3.4 系统技术路线
3.5 本章小结
4 改进SURF算法的三维注册方法
4.1 常见的特征检测算法
4.2 改进的SURF算法
4.2.1 SURF特征点提取
4.2.2 FREAK特征描述
4.2.3 汉明距离匹配
4.2.4 改进的LMeds算法
4.3 实验结果与分析
4.3.1 尺度变换鲁棒性
4.3.2 旋转变换鲁棒性
4.3.3 改进LMeds筛选实验
4.4 三维跟踪注册实现
4.5 本章小结
5 系统实现
5.1 系统开发环境的搭建
5.2 系统功能实现
5.2.1 三维模型建立模块
5.2.2 菜单界面模块
5.2.3 三维跟踪注册模块
5.2.4 人机交互模块
5.3 系统发布
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]点云和视觉特征融合的增强现实装配系统三维跟踪注册方法[J]. 王月,张树生,白晓亮. 西北工业大学学报. 2019(01)
[2]结合图像语义分割的增强现实型平视显示系统设计与研究[J]. 安喆,徐熙平,杨进华,乔杨,刘洋. 光学学报. 2018(07)
[3]AR技术与传统纸媒的交互融合设计研究[J]. 詹秦川,赵洋. 包装工程. 2018(06)
[4]基于Vuforia SDK与模型追踪技术的PC端AR技术开发[J]. 秦承运,朱云龙,戴海波,梁江伟. 信息与电脑(理论版). 2018(03)
[5]如何看待我国的虚拟现实科学技术问题[J]. 王志. 中国科学:信息科学. 2017(12)
[6]基于加速分割检测的移动增强现实跟踪注册算法[J]. 刘佳,顾爽,张小瑞,张晶晶. 计算机应用研究. 2018(10)
[7]基于增强现实的儿童图书设计研究[J]. 刘彦宏. 艺术教育. 2017(17)
[8]New advances in visual computing for intelligent processing of visual media and augmented reality[J]. WANG JuHong,ZHANG SongHai,MARTIN Ralph R.. Science China（Technological Sciences）. 2015(12)
[9]一种基于Unity3D的移动增强现实自动导览方法[J]. 罗永东,张淑军. 计算机与数字工程. 2015(11)
[10]增强现实技术在图书出版领域的应用研究[J]. 王卉,李金城. 中国出版. 2015(17)
博士论文
[1]面向移动增强现实的场景识别与跟踪注册技术研究[D]. 桂振文.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]基于移动增强现实的博物馆导览系统设计与实现[D]. 虞锦东.沈阳工业大学 2018
[2]增强现实技术在儿童出版物中的应用与实现[D]. 夏少琼.北京工业大学 2013
[3]增强现实电子书的开发[D]. 许山杉.华东师范大学 2011
本文编号：3192144
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