88、增强现实技术：研究现状与关键技术

增强现实技术：研究现状与关键技术

1 引言

增强现实（AR）技术是一种将现实世界中不存在的特定区域信息以某种媒体形式叠加的技术。这些信息通过计算机生成的虚拟图像被人类感官感知，从而使虚拟图像与现实物理世界在空间上相互关联。

AR 技术基于虚拟现实（VR）技术，但两者存在差异。VR 系统将用户置于完全虚拟的世界中，为用户提供完全虚拟的环境，用户只能获取虚拟信息并与虚拟对象交互。而 AR 为用户提供介于虚拟与现实之间的环境，借助计算机软硬件在真实环境中叠加虚拟场景，用户既能看到所处的真实环境，又能实时获取与真实环境相关的计算机生成的虚拟信息，呈现出虚实融合的场景。

从用户沉浸感来看，VR 强调虚拟世界带来的沉浸感，而 AR 注重对现实世界的分析和增强，强调现实世界与虚拟信息的融合。在 VR 中，虚拟场景替代了真实场景，需要解决虚拟场景给用户带来真实感的问题；而 AR 技术更关注虚拟世界与现实世界的结合，只需少量虚拟对象就能营造真实感，计算机需要呈现和处理的元素相对较少，但对定位注册技术要求较高。此外，VR 和 AR 设备也有显著差异，VR 提供完全封闭的虚拟环境，用户只能与外部设备交互；AR 设备多采用半透镜式佩戴方式，用户既能通过透镜看到真实物体，也能看到透镜上投影显示的虚拟对象，通常还会利用摄像头收集用户与虚拟对象的交互手势等信息来实现人机交互，以减少外部交互设备的限制。

2 国内外增强现实技术研究现状

2.1 国外增强现实技术研究现状

• 1968 年，哈佛大学的 Ivan Sutherland 发明了第一款 AR 头戴设备，但该设备体积庞大，难以携带。此后 20 年，由于硬件设备和图形理论的限制，A