基于无人机地形重建的增强现实技术研制

李豪杰 康庆春

摘要：AR技术，即增强现实技术，是利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境 ，通过各种传感设备使用户“沉浸”到该环境中 ，实现用户和环境直接进行自然交互。这种技术在国外已经得到广泛商用，而国内还处于学术研究阶段。该文结合校园环境及校园群体需要，对增强现实在三维校园中娱乐、交友、教育方面的商用，进行了一系列的规划和建设。

Abstract：Augmented Reality technology is that generating a realistic visual， hearing， touch and force， dynamic virtual environment feeling by computer， through a variety of sensing equipment to enable users to immerse into the environment， realize direct natural interaction between the users and the environment. This technology has been widely used in foreign countries， but it is still in the stage of academic research in china. Combined with the campus environment and the needs of the campus community， this paper makes a series of planning and construction of the augmented reality in the entertainment， making friends and education of the three-dimensional campus.

關键词：AR技术；三维校园应用；增强现实宣传册

增强现实技术的发展背景

增强现实技术是利用计算机生成一种逼真的视、听、力、触和动等感觉的虚拟环境 ，通过各种传感设备使用户“沉浸”到该环境中 ，实现用户和环境直接进行自然交互。它是一种全新的人机交互技术 ，利用这样一种技术 ，可以模拟真实的现场景观 ，它是以交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性 ，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制 ，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。

中国现在正处于广泛接受新事物的时期，AR技术作为一项呈现效果让大家惊艳不已、表现形式多种多样的技术，更为大众和企业的青睐。校园作为一个集教育、交流、娱乐与一体的场所，学生作为最容易接受新事物、尝试新事物的人群，使得校园更成为增强现实技术发展的最好摇篮[1]。

增强现实用于基于校园三维场景的宣传册

宣传对一个学校而言是十分重要的。而增强现实能够增加人们对现实事物的了解。因此，将增强现实技术应用于校园宣传册中，通过对二维界面、三维物体动态设计、增强现实效果的实景拍摄技巧和三维模型展示的研究，最终制作出一个数字化、智能化的校园环境概念产品宣传册[2]。

通过3Dmax等建模软件对学校的主体建筑物以及植物等景观进行模型的建立，同时利用先进的逆向技术，利用无人机扫描，进行校园复杂模型的建立，并将这些模型进行精密贴图，以确保在智能手机上显示的真实。

为了解决增强现实技术在Android平台上的应用问题，使用Unity进行开发，对普通宣传册进行视觉拓展，给出了一个更具有趣味性和可视化的校园。使用现如今研发比较完善的AR设计制造平台进行三维模型展示和二维界面展示，与手机端的对接，使其适应现如今应用较广的手机系统平台。

此宣传册内含校园环境的摄影二维图画，在建立起相应的APP以后，使用手机的摄像扫描功能，对宣传册上的二维图像进行扫描，即可在手机上显示出相应建筑的三维模型，通过转动手机，可全方位地，更加直观地欣赏校园美景。手机可显示出解释文字或语音，实现沉浸式游览。

增强现实在校园中的其他应用构想

除了校园宣传册，在学校这样一个充满活力的地方，AR增强现实技术的应用将十分广泛。

校园环境中的图书馆可用AR技术进行指引使用，构建AR图书馆，利用AR多媒体图书、AR图书馆导航、AR光学字符识别和AR个性化服务帮助人们找书看书 [3]；增强现实技术为教育教学提供了全新的可能性，一方面拓展了教学环境，将校园内外不同物理空间的内容编辑制作为AR内容，可以广泛应用于小班或大班教学中；另一方面能够将一些不适于进行实体交互的内容，通过AR仿真，让学生亲身参与体验，甚至交互[4]，可通过增强现实加强同学们的理解；社交环境中在保证隐私的情况下，通过增强现实技术，在人们的认识交流中显示更多个人信息和意愿，为快节奏中的年轻人创造更多更快捷、高效的交流方式和更舒适的用户体验；在学校的实际观光中，增强现实同样可以起到巨大作用，在实际浏览中，可以通过手机端进行扫描实体，进行相应的文字、图片、语音解答，起到虚拟导游的作用。

参考文献：

[1] 徐梦笛. 论校园是增强现实发展的最好摇篮[J]. 艺术科技，2015， （9）

[2] 李文霞 司占军 白瑞丰. 基于增强现实技术的校园智能应用系统宣传片的制作[J]. 计算机与现代化，2014，（2）

[3]王璞. 移动增强现实技术在图书馆中的应用 [J].图书与情报，2014，（1）.

[4]王德宇 宋述强 陈震. 增强现实技术在高校创客教育中的应用 [J].中国电化教育，2016，（10）.

作者简介：

李豪杰（1996-）、男，山西晋城人，工业设计，2014级，工业设计及AR＼VR方向。

康庆春（1996-）、女，山东泰安人，工业设计，2014级，工业设计及AR＼VR方向。

指导老师：马建民 高级工程师