增强现实中的光照一致性研究

发布时间:2018-01-01 10:21

  本文关键词:增强现实中的光照一致性研究 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:增强现实(Augmented Reality,AR)是以虚拟现实(Virtual Reality,VR)为基础的新兴的研究领域,虚拟物体与真实世界可以通过它完美的结合在一起。使用者可以利用人机交互技术与虚拟物体交互,进而获得非同一般的感官体验。时间一致性、几何一致性以及光照一致性是实现增强现实真实感的三个方面,近年来,几何一致和时间一致日益完善,研发人员开始关注虚实场景的一致性,而光照一致是解决虚拟物体与真实场景完美统一的不可或缺的条件。本文介绍了增强现实系统的组成、特点以及实现原理并着重阐述了AR中的光照一致性技术,然后提出了本文的光照一致性算法——单标记实时场景光源检测算法。主要内容包括市场调研、技术选定、核心算法优化及具体工程实现四个方面:首先,对增强现实技术的应用领域、研究背景、国内外发展现状及实现方法进行调研,研究如何在AR中实现光照一致性,使虚拟物体更好的融入到真实场景中。其次,详细阐述了基于单标记的实时场景光源检测算法的AR光照一致系统工程框架,以及选用的核心技术,如图像识别与跟踪技术及虚实融合技术。第三,提升设备对标识物识别的性能。本文基于方向信息对目前主流的图像识别与跟踪技术之一随机蕨算法进行改进,简称方向蕨(Oriented Ferns,OFerns)。最后,为了验证本文设想的可行性,设计并实现了一款基于单标记实时场景光源检测算法的AR系统。经过分析数据和评测,该系统具有虚实融合、可自然人机交互、正确生成阴影以及光源的颜色和强度的特点,具有良好的实际使用价值。
[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.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.41

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