增強現實技術讓視覺感受更真實

    也許有一天當我們戴上特殊的3D眼鏡在圓明園漫步時，就可以欣賞到當年圓明園皇家園林的宏偉風貌。這并不是電影場景，而是“增強現實技術”可以帶給我們的奇妙體驗。北京理工大學的王涌天教授領導的研究項目正在致力于通過增強現實技術完成對于圓明園的虛擬重建。
 
    增強現實技術是計算機視覺、計算機圖形學等技術中近年來的一個研究熱點，它通過可以在真實場景中添加虛擬3D圖形，帶給用戶真實的感受。目前增強現實技術中應用最為廣泛的是“基于人工標志點”的增強現實技術。通過在場景中布置簡單的人工打印的圖案，比如一個帶有內部編碼的正方形或者幾個三角形等，就可以在場景中添加各種虛擬3D物體。波音公司計算機服務研究和技術組將增強現實技術應用于飛機制造中的電力線纜的連接和接線器的裝配；Sony公司的最新PS3游戲《審判之眼（Eye of Judgement）》也是利用“基于人工標志點”的增強現實技術開發的，此游戲在玩家身邊的真實環境中逼真的渲染出3D怪獸等游戲角色，受到了廣泛的好評。
 
    最近，北京理工大學的李玉博士在“基于人工標志點”的增強現實技術的研究上取得了重要突破。《計算機科學技術學報》（JCST）在2007年11月出版的第六期發表了這一研究成果――《基于射影不變量的標志點增強現實系統》。這一研究工作創造性的將射影不變量引入了人工標志點的識別技術中，利用提供注冊精度的對應特征點中加入標志點的識別編碼信息，從而可以更加充分利用人工標志點的內部面積。實驗顯示，與國內外各種現有技術相比，這種技術可以將“最小識別面積”縮小約1/3至一半，同時也能保證很高的場景跟蹤的精度。
 
    過去人工標志點增強現實技術在應用中碰到的主要問題是，所需的標志點尺寸較大，影響場景的美觀，也會限制攝像機的運動視野。通過這一創新技術，可以使人工標志點制作得更加小巧，從而使得應用更加便捷。同時也大大拓寬了攝像機的運動范圍，可以在更遠的范圍內使用該系統。例如，如果在一個增強現實系統中原來需要16開紙大小的標志點，應用此項技術則只需要32開的大小就可以獲得同樣的精度。而如果此系統中都使用32開大小的標志點，則可以允許攝像機在更遠的范圍內拍攝場景。