增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）技術是一種將計算機生成的虛擬信息與真實環(huán)境相融合的技術。最早誕生于1968年，是虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術的一個分支。
增強現(xiàn)實可以將計算機生成的虛擬信息有機、實時、動態(tài)地疊加在現(xiàn)實世界上，使虛擬與現(xiàn)實成為一個整體，從而增強用戶對現(xiàn)實世界的感知和理解，具有三維配準（Registered in 3D）、實時交互（Interactive in Real Time）、融合真實和虛擬（Combines Real and Virtual）三個特殊的技術特性。
現(xiàn)如今，增強現(xiàn)實在軍事、娛樂、教育、醫(yī)療等領域已經(jīng)得到了廣泛的運用。
技術原理
增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR），增強現(xiàn)實技術也被稱為擴增現(xiàn)實，AR增強現(xiàn)實技術是促使真實世界信息和虛擬世界信息內(nèi)容之間綜合在一起的較新的技術內(nèi)容，其將原本在現(xiàn)實世界的空間范圍中比較難以進行體驗的實體信息（如視覺信息、聲音、味道、觸覺等）在電腦等科學技術的基礎上，實施模擬仿真處理，疊加將虛擬信息內(nèi)容在真實世界中加以有效應用，并且在這一過程中能夠被人類感官所感知，從而實現(xiàn)超越現(xiàn)實的感官體驗。真實環(huán)境和虛擬物體之間重疊之后，能夠在同一個畫面以及空間中同時存在。
增強現(xiàn)實技術不僅能夠有效體現(xiàn)出真實世界的內(nèi)容，也能夠促使虛擬的信息內(nèi)容顯示出來，這些細膩內(nèi)容相互補充和疊加。在視覺化的增強現(xiàn)實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形多重合成在一起，在重合之后可以充分看到真實的世界圍繞著它。增強現(xiàn)實技術中主要有多媒體和三維建模以及場景融合等新的技術和手段，增強現(xiàn)實所提供的信息內(nèi)容和人類能夠感知的信息內(nèi)容之間存在著明顯不同。
主要特點
增強現(xiàn)實技術擁有三個基本要素，即虛實空間的融合呈現(xiàn)、實時在線的交互以及虛實空間的三維注冊。虛實空間的融合呈現(xiàn)，強調(diào)虛擬元素與真實元素的并存，這是用戶對現(xiàn)實環(huán)境的感知得以增強的關鍵；實時在線的交互，強調(diào)用戶和虛實物體之間互動響應計算的實時性，以滿足用戶感官對時間維度的響應需求；而虛實空間的三維注冊，強調(diào)用戶對空間感知的精確性和智能性，體現(xiàn)了虛實融合呈現(xiàn)的時空一致性。AR技術可廣泛應用于多等領域。
組成形式
一個完整的增強現(xiàn)實系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結、實時工作的硬件部件與相關的軟件系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)的，常用的有如下三種組成形式。
監(jiān)聽Based
在基于計算機顯示器的AR實現(xiàn)方案中，攝像機攝取的真實世界圖像輸入到計算機中，與計算機圖形系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬景象合成，并輸出到屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。它雖然簡單，但不能帶給用戶多少沉浸感。
光學透視式
頭盔式顯示器(Head-mounted displays,簡稱HMD)被廣泛應用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，用以增強用戶的視覺沉浸感。增強現(xiàn)實技術的研究者們也采用了類似的顯示技術，這就是在AR中廣泛應用的穿透式HMD。根據(jù)具體實現(xiàn)原理又劃分為兩大類，分別是基于光學原理的穿透式HMD(Optical See-through HMD)和基于視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。
光學透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)具有簡單、分辨率高、沒有視覺偏差等優(yōu)點，但它同時也存在著定位精度要求高、延遲匹配難、視野相對較窄和價格高等不足。
視頻透視式
視頻透視式增強現(xiàn)實系統(tǒng)采用的基于視頻合成技術的穿透式HMD(Video See-through HMD)。
應用領域
AR技術不僅在與VR技術相類似的應用領域，諸如尖端武器、飛行器的研制與開發(fā)、數(shù)據(jù)模型的可視化、虛擬訓練、娛樂與藝術等領域具有廣泛的應用，而且由于其具有能夠?qū)φ鎸嵀h(huán)境進行增強顯示輸出的特性，在醫(yī)療研究與解剖訓練、精密儀器制造和維修、軍用飛機導航、工程設計和遠程機器人控制等領域，具有比VR技術更加明顯的優(yōu)勢。
醫(yī)療領域：醫(yī)生可以利用增強現(xiàn)實技術，輕易地進行手術部位的精確定位。
軍事領域：部隊可以利用增強現(xiàn)實技術，進行方位的識別，獲得實時所在地點的地理數(shù)據(jù)等重要軍事數(shù)據(jù)。
古跡復原和數(shù)字化文化遺產(chǎn)保護：文化古跡的信息以增強現(xiàn)實的方式提供給參觀者，用戶不僅可以通過HMD看到古跡的文字解說，還能看到遺址上殘缺部分的虛擬重構。
工業(yè)維修領域：通過頭盔式顯示器將多種輔助信息顯示給用戶，包括虛擬儀表的面板、被維修設備的內(nèi)部結構、被維修設備零件圖等。
*網(wǎng)絡視頻通訊領域：該系統(tǒng)使用增強現(xiàn)實和人臉跟蹤技術，在通話的同時在通話者的面部實時疊加一些如帽子、眼鏡等虛擬物體，在很大程度上提高了視頻對話的趣味性。
電視轉(zhuǎn)播領域：通過增強現(xiàn)實技術可以在轉(zhuǎn)播體育比賽的時候?qū)崟r地將輔助信息疊加到畫面中，使得觀眾可以得到更多的信息。
娛樂、游戲領域：增強現(xiàn)實游戲可以讓位于全球不同地點的玩家，共同進入一個真實的自然場景，以虛擬替身的形式，進行網(wǎng)絡對戰(zhàn)。
旅游、展覽領域：人們在瀏覽、參觀的同時，通過增強現(xiàn)實技術將接收到途經(jīng)建筑的相關資料，觀看展品的相關數(shù)據(jù)資料。
市政建設規(guī)劃：采用增強現(xiàn)實技術將規(guī)劃效果疊加在真實場景中以直接獲得規(guī)劃的效果。
國內(nèi)比較權威的增強現(xiàn)實學者是北京理工大學光電工程系的王涌天教授
國內(nèi)首次將這項技術應用到普通生活中，是在蘋果公司的AppStore上發(fā)布的一款免費的叫作出行百科(增強現(xiàn)實版)XINGWIKI的軟件。
記事帖，人們希望將來可以很方便地在不同地點獲得同樣的媒體和信息，并且是跨越不同的設備上獲得-從PC到手機，從投影儀到頭戴式顯示器。怎樣能為用戶提供一致的和方便易行的方式來讓他們和對他們而言很重要的信息和媒體進行交互，看以下的圖你就明白了，你所能操作的界面已經(jīng)不再是那一塊小小的電腦屏幕了，而是延伸到了更大的空間里，并且可以依據(jù)人們最為簡便的方式隨意的記錄下你某一時刻突然迸發(fā)出的靈感。
水利水電勘察設計：在水利水電勘察設計領域，三維協(xié)同設計穩(wěn)步發(fā)展，可能會在不遠的將來取代傳統(tǒng)的二維設計，AR技術在設計領域的應用為水利水電三維模型的應用提供了更好的展示手段，使得三維模型與二維的設計、施工圖紙能更加緊密地結合起來。AR技術在勘察設計領域中可以有效地應用于實時方案比較、設計元素編輯、三維空間綜合信息整合、輔助決策和設計方案多方參與等方面。
發(fā)展歷史
AR技術的起源，可追溯到Morton Heilig在20世紀五、六十年代所發(fā)明的Sensorama Stimulator。他是一名電影制作人兼發(fā)明家。他利用他的多年的電影拍攝經(jīng)驗設計出了叫Sensorama Stimulator的機器。SensoramaStimulator同時使用了圖像、聲音、香味和震動，讓人們感受在紐約的布魯克林區(qū)街道上騎著摩托車風馳電掣的場景。這個發(fā)明在當時非常超前。以此為契機，AR也展開了它的發(fā)展史。
由于AR技術的顛覆性和革命性，AR技術獲得了大量關注。早在20世紀90年代，就有3D游戲上市，但由于當時的AR技術價格較高，其自身延遲較長，設備計算能力有限等缺陷，導致這些AR游戲產(chǎn)品以失敗收尾，第一次AR熱潮就此消退。到了2014年，F(xiàn)acebook以20億美元收購Oculus后，類似的AR熱再次襲來。在2015和2016兩年間，AR領域共進行了225筆風險投資，投資額達到了35億美元，原有的領域擴展到多個新領域，如城市規(guī)劃、虛擬仿真教學、手術診療、文化遺產(chǎn)保護等。如今，AR、VR等沉浸式技術正在快速發(fā)展，一定程度上改變了消費者、企業(yè)與數(shù)字世界的互動方式。用戶期望更大程度上從2D轉(zhuǎn)移到沉浸感更強的3D，從3D獲得新的體驗，包括商業(yè)、體驗店、機器人、虛擬助理、區(qū)域規(guī)劃、監(jiān)控等，人們從只使用語言功能升級到包含視覺在內(nèi)的全方位體驗。而在這個發(fā)展過程中，AR將超越VR，更能滿足用戶的需求。
工作原理
AR的三大技術要點：三維注冊（跟蹤注冊技術）、虛擬現(xiàn)實融合顯示、人機交互。其流程是首先通過攝像頭和傳感器將真實場景進行數(shù)據(jù)采集，并傳入處理器對其進行分析和重構，再通過AR頭顯或智能手持移動設備上的攝像頭、陀螺儀、傳感器等配件實時更新用戶在現(xiàn)實環(huán)境中的空間位置變化數(shù)據(jù)，從而得出虛擬場景和真實場景的相對位置，實現(xiàn)坐標系的對齊并進行虛擬場景與現(xiàn)實場景的融合計算，最后將其合成影像呈現(xiàn)給用戶。用戶可通過AR頭顯或智能移動設備上的交互配件，如話筒、眼動追蹤器、紅外感應器、攝像頭、傳感器等設備采集控制信號，并進行相應的人機交互及信息更新，實現(xiàn)增強現(xiàn)實的交互操作。其中，三維注冊是AR技術之核心，即以現(xiàn)實場景中二維或三維物體為標識物，將虛擬信息與現(xiàn)實場景信息進行對位匹配，即虛擬物體的位置、大小、運動路徑等與現(xiàn)實環(huán)境必須完美匹配，達到虛實相生的地步。
工具與難點
現(xiàn)在已經(jīng)有多種用于AR系統(tǒng)開發(fā)的工具包和API(application programming 接口)，如 ARToolKit 、Coin3D 和 MR Platform等,其中 ARToolKit是一套簡單易用、開放源代碼的工具包,它主要由大阪大學的Hirokazu博士開發(fā),用于快速編寫AR應用。ARToolKit 受到了美國華盛頓大學人機界面實驗室和新西蘭坎特伯雷大學人機界面實驗室支持，已成為在 AR領域使用最廣泛的開發(fā)包。許多AR的應用都使用ARToolkit 或在其基礎上改進的版本來進行開發(fā)，有力促進了增強現(xiàn)實技術的應用普及。ARToolkit 采用基于標記的視頻檢測方法進行定位，其工具包中包含了攝像頭校準和標記制作的工具，它支持將 Direct3D 、OpenGL 圖形和 vrml 場景合并到視頻流中(如圖所示)，同時支持顯示器和 S-HMD等多種顯示設備。MR Platform 由日本的混合實境實驗室開發(fā),其中包含了一個能減少人眼與頭盔上攝像機之間平行度誤差的方法 S-HMD 和一個運行于 Linux 環(huán)境下的用C++開發(fā)的軟件開發(fā)工具包(SDK)。這個工具包中提供了攝像機校正工具、視頻捕捉、圖像檢測和操縱6自由度傳感器等開發(fā) AR 應用的基本功能。
雖然經(jīng)過了十幾年的研究，開發(fā)了以上的許多種工具包，但是幾乎所有 AR 系統(tǒng)仍然處于實驗室內(nèi)使用，研究者已經(jīng)開始考慮 AR在實用中面臨的一些基本問題，主要有以下幾個方面：
(1)景物的生成與顯示
幾乎所有的 S-HMD 設備在明亮的環(huán)境下，其顯示的效果都比較暗，另外，由于頭戴式顯示器上的攝像機的攝像角度與眼睛的位置存在偏差，因此虛擬物體的定位在真實視場中的定位和顯示角度也會存在偏差且很難調(diào)整。
(2)定位錯誤
定位錯誤不可避免，民用 GPS 一般精度在 3m到12m 左右，在較差的天氣中，最大誤差可達 100m。電子羅盤也會因為附近的磁場干擾產(chǎn)生誤差。由于現(xiàn)有許多戶外的系統(tǒng)中的校正算法需要大量的輸入和繁瑣的校正步驟，因此不適合商業(yè)化應用。
(3)通訊設備
多數(shù)系統(tǒng)都假設在帶寬滿足的情況下進行操作，但實際情況并非如此，在絕大多數(shù)分布式 AR 應用中，系統(tǒng)能力都要受制于數(shù)據(jù)傳送的速度。因此在大型協(xié)作 AR 系統(tǒng)中，還有賴于通過動態(tài)興趣度管理算法和動作預測算法來降低所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
(4)計算能力
在戶外AR系統(tǒng)中，必須盡量減少客戶端配置，數(shù)據(jù)處理常由便攜式計算機，甚至是依靠掌上電腦來處理，因此，如何達到實時性和提高渲染效果是必須面對的一個問題。這也是目前 AR 研究中的熱點之一。
實際應用
這項技術有數(shù)百種可能的應用，其中游戲和娛樂是最顯而易見的應用領域。可以給人們提供即時信息的不需要人們參與任何研究的任何系統(tǒng)，在相當多的領域?qū)λ腥硕际怯袃r值的。增強現(xiàn)實系統(tǒng)可以立即識別出人們看到的事物，并且檢索和顯示與該景象相關的數(shù)據(jù)。
維修和建設——增強現(xiàn)實可以將標記器連接到人們正在施工的特定物體上，然后增強現(xiàn)實系統(tǒng)可以在它上面描繪出圖像。
軍事——軍隊數(shù)十年來一直在設計使用增強現(xiàn)實，美國海軍研究所已經(jīng)資助了一些增強現(xiàn)實研究項目。國防先進技術研究計劃署（DARPA）已經(jīng)投資了HMD項目來開發(fā)可以配有便攜式信息系統(tǒng)的顯示器。其理念在于，增強現(xiàn)實系統(tǒng)可以為軍隊提供關于周邊環(huán)境的重要信息，例如顯示建筑物另一側(cè)的入口，這有點像X射線視覺。增強現(xiàn)實顯示器還能突出顯示軍隊的移動，讓士兵可以轉(zhuǎn)移到敵人看不到的地方。
即時信息——旅行者和學生可以使用這些系統(tǒng)了解有關特定歷史事件的更多信息。想像行走在美國內(nèi)戰(zhàn)的戰(zhàn)場上，并且在頭戴式增強現(xiàn)實顯示器上看到重現(xiàn)的歷史事件。它將使您沉浸在歷史事件中，有身臨其境之感，而且視角將是全景的。
隨著AR技術的成熟，AR越來越多地應用于各個行業(yè)，如教育、培訓、醫(yī)療、設計、廣告等。
1、教育
AR以其豐富的互動性為兒童教育產(chǎn)品的開發(fā)注入了新的活力，兒童的特點是活潑好動，運用AR技術開發(fā)的教育產(chǎn)品更適合孩子們的生理和心理特性。例如，現(xiàn)在市場上隨處可見的AR書籍，對于低齡兒童來說，文字描述過于抽象，文字結合動態(tài)立體影像會讓孩子快速掌握新的知識，豐富的交互方式更符合孩子們活潑好動的特性，提高了孩子們的學習積極性。在學齡教育中AR也發(fā)揮著越來越多的作用，如一些危險的化學實驗，及深奧難懂的數(shù)學、物理原理都可以通過AR使學生快速掌握。
2、健康醫(yī)療
近年來，AR技術也越來越多地被應用于醫(yī)學教育、病患分析及臨床治療中，微創(chuàng)手術越來越多地借助AR及VR技術來減輕病人的痛苦，降低手術成本及風險。此外在醫(yī)療教學中，AR與VR的技術應用使深奧難懂的醫(yī)學理論變得形象立體、淺顯易懂，大大提高了教學效率和質(zhì)量。
3、廣告購物
AR技術可幫助消費者在購物時更直觀地判斷某商品是否適合自己，以作出更滿意的選擇。用戶可以輕松地通過該軟件直觀地看到不同的家具放置在家中的效果，從而方便用戶選擇，該軟件還具有保存并添加到購物車的功能。
4、展示導覽
AR技術被大量應用于博物館對展品的介紹說明中，該技術通過在展品上疊加虛擬文字、圖片、視頻等信息為游客提供展品導覽介紹。此外，AR技術還可應用于文物復原展示，即在文物原址或殘缺的文物上通過AR技術將復原部分與殘存部分完美結合，使參觀者了解文物原來的模樣，達到身臨其境的效果。
5、應用于信息檢索領域
對于用戶需要對某一物品的功能和說明清晰了解時，增強現(xiàn)實技術會根據(jù)用戶需要將該物品的相關信息從不同方向匯聚并實時展現(xiàn)在用戶的視野內(nèi)。在未來，人們可以在通過掃描面部，識別出此人的信用以及部分公開信息，防止上當受騙，這些技術的實現(xiàn)很大程度上減少了受騙幾率，方便用戶快速高效的工作。
6、應用于工業(yè)設計交互領域
增強現(xiàn)實技術最特殊的地方就是在于其高度交互性，應用于工業(yè)設計中，主要表現(xiàn)為虛擬交互，通過手勢、點擊等識別來實現(xiàn)交互技術，將虛擬的設備、產(chǎn)品去展示給設計者和用戶前，也可以通過部分控制實現(xiàn)虛擬仿真，模仿裝配情況或日常維護、拆裝等工作，在虛擬中學習，減少了制造浪費以及對人才培訓的成本，大大改善了設計的體制，縮短了設計時間提高效率。
AR游戲
AR游戲最早的起源并非手機，而是nds上的AR游戲。此類游戲大多數(shù)的玩法都是在桌面上擺放識別卡，識別卡片后通過手機屏幕與識別出來的內(nèi)容進行交互。
2011年任天堂3DS主機內(nèi)置的《AR游戲》是利用攝像頭拍攝AR卡片來游玩的游戲，通過利用“AR技術”（虛擬擴展技術），將攝像頭拍攝到的內(nèi)容以另外一種形式出現(xiàn)在屏幕內(nèi)。
游戲——增強現(xiàn)實，由Niantic Lab出品的Ingress與寶可夢 GO就都是增強現(xiàn)實類游戲，中國一家公司開發(fā)的產(chǎn)品PP GUN也能通過和增強現(xiàn)實顯示器連接玩槍戰(zhàn)游戲。
國內(nèi)現(xiàn)狀
作為新型的人機接口和仿真工具，AR受到的關注日益廣泛，并且已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，顯示出了巨大的潛力。
AR是充分發(fā)揮創(chuàng)造力的科學技術，為人類的智能擴展提供了強有力的手段，對生產(chǎn)方式和社會生活產(chǎn)生了巨大的深遠的影響。
隨著技術的不斷發(fā)展，其內(nèi)容也勢必將不斷增加。而隨著隨身電子產(chǎn)品運算能力的提升、輸入和輸出設備價格的不斷下降、視頻顯示質(zhì)量的提高以及功能強大且易于使用的軟件的實用化，AR的應用必將日益增長。AR技術在人工智慧、CAD、圖形仿真、虛擬通訊、遙感、娛樂、模擬訓練等許多領域帶來了革命性的變化。
總體來講，增強現(xiàn)實在中國處于起步階段，許多虛擬現(xiàn)實領域的企業(yè)已經(jīng)開始專注于“增強現(xiàn)實”的研發(fā)和應用。比如中視典數(shù)字科技研發(fā)的VRP12.0就集成了增強現(xiàn)實的功能。
VR與AR
VR
虛擬現(xiàn)實技術簡稱為VR技術，是一種采用3D交互邏輯的成像技術類別。虛擬現(xiàn)實技術應用時間較短，所以核心結構主要以環(huán)境模擬系統(tǒng)、環(huán)境感知系統(tǒng)及環(huán)境傳感系統(tǒng)構成。虛擬現(xiàn)實技術顧名思義，是將使用者帶入預設完成的虛擬空間，通過虛擬空間體驗實現(xiàn)視覺的圖像刺激，從而達到三維成像技術應用的目的。現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實技術應用雖然總體較為成熟，但不具備獨立環(huán)境預設功能。需要通過與計算機的連接實現(xiàn)對成像內(nèi)容的控制，并由計算機完成虛擬空間設計。因此虛擬現(xiàn)實技術應用主要起到視覺傳導及視覺信息傳播的實際作用。使圖像信息從二維空間結構向三維空間結構過渡，以此形成完善的圖像處理體系，使使用者達到最佳的圖像觀感體驗。
比較
VR用戶基數(shù)較小，移動性較差，具有隔離的沉浸感，因此主要集中在娛樂用途上。娛樂收入可能會占據(jù)整個行業(yè)收入的三分之二，硬件占比約四分之一。雖然VR也會有企業(yè)用途，但是相對于AR和智能眼鏡而言少得多。VR電子商務和廣告收入會增長，但目前用戶群的規(guī)模和分散性限制了其發(fā)展。
與VR相比，AR會觸及到更多的人，因為它是對人們?nèi)粘Ｉ畹臒o縫補充。AR是將計算機生成的虛擬世界疊加在現(xiàn)實世界上，醫(yī)藥、教育、工業(yè)上的各種實際應用，已經(jīng)佐證了AR作為工具，對人類的影響更為深遠。而不是像VR那樣在現(xiàn)實世界之外營造出一個完全虛擬的世界。國外分析師也認為“AR”將會成為“更加日常化的移動設備應用的一部分”。同時，移動AR的普及和低成本也有助于企業(yè)從采用AR技術，企業(yè)AR可以穩(wěn)定增長，到2021年左右增強現(xiàn)實技術將在制造/資源、TMT、政府（包括軍事）、零售、建筑/房地產(chǎn)、醫(yī)療保健、教育、交通運輸、金融服務、公用事業(yè)方面都得到應用。
關鍵技術
1、跟蹤注冊技術
為了實現(xiàn)虛擬信息和真實場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實環(huán)境在三維空間位置中進行配準注冊。這包括使用者的空間定位跟蹤和虛擬物體在真實空間中的定位兩個方面的內(nèi)容。而手持移動設備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對應，這就需要通過跟蹤技術來實現(xiàn)。跟蹤注冊技術首先檢測需要‘增強"的物體特征點以及輪廓，跟蹤物體特征點自動生成二維或三維坐標信息。跟蹤注冊技術的好壞直接決定著增強現(xiàn)實系統(tǒng)的成功與否,常用的跟蹤注冊方法有基于跟蹤器的注冊、基于機器視覺跟蹤注冊、基于無線網(wǎng)絡的混合跟蹤注冊技術四種。
2、顯示技術
增強現(xiàn)實需要在三維空間中完成視覺的虛實融合，因此需要特殊的顯示裝置滿足視覺融合感知的需求。目前，增強現(xiàn)實的顯示裝置按使用方法可以分為三大類: 可穿戴式設備、移動手持顯示設備和空間增強設備。透視式頭盔能夠為用戶提供相關的逆序融合在一起的情境，這些系統(tǒng)在具體操作過程中，操作的原理和虛擬現(xiàn)實領域中的沉浸式頭盔等內(nèi)容之間相似程度比較高級。其和使用者交互的接口及圖像等綜合在一起，使用更加真實有效的環(huán)境對其實施應用微型攝像機的形式，拍攝外部環(huán)境圖像，使計算機圖像在得到有效處理的時候，可以和虛擬以及真實環(huán)境融合在一起，并且兩者之間的圖像也能夠得以疊加。光學透視頭盔顯示器可以在這一基礎上利用安裝在用戶眼前的半透半反光學合成器，充分和真實環(huán)境綜合在一起，真實的場景可以在半透鏡的基礎上，為用戶提供支持，并且滿足用戶的相關操作需要。
3、虛擬物體生成技術
增強現(xiàn)實技術在應用的時候，其目標是使得虛擬世界的相關內(nèi)容，在真實世界中得到疊加處理，有效在算法程序的應用基礎上，促使物體動感操作有效實現(xiàn)。當前虛擬物體的生成是在三維建模技術的基礎上得以實現(xiàn)的，能夠充分體現(xiàn)出虛擬物體的真實感，在對增強現(xiàn)實動感模型研發(fā)的過程中，需要能夠全方位和集體化對物體對象展示出來。虛擬物體生成的過程中，自然交互是其中比較重要的技術內(nèi)容，在具體實施的時候，對現(xiàn)實技術的有效實施有效輔助，使信息注冊更好的實現(xiàn)，利用圖像標記實時監(jiān)控外部輸入信息內(nèi)容，使得增強現(xiàn)實信息的操作效率能夠提升，并且用戶在信息處理的時候，可以有效實現(xiàn)信息內(nèi)容的加工，提取其中有用的信息內(nèi)容。
4、交互技術
與在現(xiàn)實生活中不同，增強現(xiàn)實是將虛擬事物在現(xiàn)實中的呈現(xiàn)，而交互就是幫助虛擬事物在現(xiàn)實中更好的呈現(xiàn)做準備，因此想要等到更好的AR體驗，交互就是其中的重中之重。
由于在增強現(xiàn)實的交互中，沒有單一、固定的輸入和輸出方式，也不是在顯示器上呈現(xiàn)二維圖像的輸出，因此很難有固定的、具有普遍意義的交互設計。在此基礎上，AR設備的交互方式主要分為以下三種：
（1）現(xiàn)實世界中的點位選取來進行交互是最為常見的一種交互方式，例如最近流行的AR賀卡和畢業(yè)相冊就是通過圖片位置來進行交互的。
（2）將空間中的一個或多個事物的特定姿勢或者狀態(tài)加以判斷，這些姿勢都對應著不同的命令。使用者可以任意改變和使用命令來進行交互，比如用不同的手勢表示不同的指令。
（3）使用特制工具進行交互。比如谷歌地球，它就是利用類似于鼠標一樣的東西來進行一系列的操作，從而滿足用戶對于AR互動的要求。
5、合并技術
增強現(xiàn)實的目標是將虛擬信息與輸入的現(xiàn)實場景無縫結合在一起，為了增加AR使用者的現(xiàn)實體驗，要求AR具有很強真實感，為了達到這個目標不單單只考慮虛擬事物的定位，還需要考慮虛擬事物與真實事物之間的遮擋關系以及具備四個條件：幾何一致、模型真實、光照一致和色調(diào)一致，這四者缺一不可，任何一種的缺失都會導致AR效果的不穩(wěn)定，從而嚴重影響AR的體驗。
系統(tǒng)組成
AR技術
增強現(xiàn)實系統(tǒng)在功能上主要包括四個關鍵部分，其中，圖像采集處理模塊是采集真實環(huán)境的視頻，然后對圖像進行預處理;而注冊跟蹤定位系統(tǒng)是對現(xiàn)實場景中的目標進行跟蹤，根據(jù)目標的位置變化來實時求取相機的位姿變化，從而為將虛擬物體按照正確的空間透視關系疊加到真實場景中提供保障;虛擬信息渲染系統(tǒng)是在清楚虛擬物體在真實環(huán)境中的正確放置位置后，對虛擬信息進行渲染；虛實融合顯示系統(tǒng)是將渲染后的虛擬信息疊加到真實環(huán)境中再進行顯示。
一個完整的增強現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結、實時工作的硬件部件與相關軟件系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)的，有以下三種常用的組成形式。
參考資料 >