29、增强现实交互式模拟中提升用户角色的方法

增强现实交互式模拟中提升用户角色的方法

1 交互式增强现实模拟的需求

交互式增强现实（AR）模拟的第三个要求是实现合适的交互设备和方法。用户要与 AR 场景交互，就需与 AR 系统进行通信。从这个角度看，有形用户界面（TUIs）是实现交互式增强现实环境的基本要求。不过，仅靠 TUIs 并不足以确保交互性，还需研究和实现特定方法来解读用户意图以及用户与增强环境的关系。这些设备和方法要与计算程序集成，以模拟整个系统的协调行为。

2 增强现实场景中的用户交互

2.1 不同层级的交互方式

• 极低层级实现 ：交互仅限于图形输出，某些情况下还有声学输出。
• 基础实现 ：像标准计算机应用一样使用鼠标和键盘扩展交互。优点是用户熟悉这些设备，无需培训或特殊技能，但交互仅限于简单操作，如 2D 或 3D 指向和点击。
• 中级实现 ：使用图案标记实现用户与场景的通信。标记用于计算相机与现实世界的透视变换，以及将用户信息传递到场景。交互基于标记相对于相机和其他标记参考系的相对位置和姿态计算。可将其刚性安装在真实物体上，构建具有 6 个自由度（三个平移和三个旋转）的有形用户界面。这种方法的优点是在采集的视频流中进行标记检测的图像处理只需一次，且对透视校准和用户跟踪都有用；缺点是精度低，因为标记的位置和姿态是通过处理标准分辨率图像，使用分割和相关算法计算得出的，并且标记需始终对相机可见，这限制了捕获体积，还会受到遮挡现象的影响。

2.2 其他跟踪方法