分析增强现实技术在智能手机上的应用

2019-07-12芜湖职业技术学院241000

大众文艺 2019年3期

（芜湖职业技术学院 241000）

增强现实技术是现阶段人们非常关注的一个重点研究技术，该技术在娱乐，军事，解剖训练，医疗研究，精密仪器的维修以及制造，教学培训等多个领域都具备有非常巨大的应用前景，因此需要人们给予增强现实技术在智能手机上的应用相关研究更多的重视，促进增强现实技术的更好发展。

一、增强现实技术简介

增强现实技术是以虚拟现实技术作为基础成功发展起的一个人机交互技术以及计算机应用。早期的增强现实系统大多将工作站或者是计算机当做系统的运行平台，而融合显示设备则是由透视型头盔显示器担任，而这种早期的增强现实系统很大程度上会对用户的实际运动范围造成一种限制，只适合在室内使用，在户外环境中无法发挥作用。现如今伴随着各项网络技术以及计算机技术的快速发展，AR技术以及虚拟现实技术在各种移动设备以及网络设备上的应用以及研究也逐渐广泛，有关移动增强现实技术的相关应用以及研究也随之而生。最开始的移动增强现实系统需要用户必须随身携带摄像机，头盔显示器，电源以及其他很多跟踪定位设备，例如电子罗盘，GPS等。现如今伴随着各项研究的不断进行，人们可以将一些小型的手持移动设备当成AR技术的一个新载体，并且使其和AR技术进行结合，可以使增强现实系统成功的脱离庞大的工作站，头盔显示器，摄像设备的限制，最终实现图像采集同显示以及计算的整合，在人机交互性，便携性以及移动性等多方面都具备有非常巨大的优势。

二、智能手机增强现实技术存在的一些应用问题

AR技术在移动手机终端中的应用会不可避免的受到内存，设备处理器等硬件的一些约束。现如今手机新品在色彩显示，存储容量以及处理速度等多个方面都不能和计算机进行比较，因此要将增强现实技术应用到智能手机中就需要综合性思考如何借助手机和环境展开交互，如何完成高校并且快速的跟踪定位算法，如何在大范围内对多个目标展开跟踪以及识别等多方面的问题。

1.增强现实系统的主题结构

AR技术的应用以及开发一直以来都是将工作站或者是PC机当做运行平台，这其中最主要的原因是因为工作站以及PC机都具备有非常强大的图形显示能力以及计算能力，而之前的智能手机在存储空间以及处理能力上都相对比较弱，无法进行跟踪算法，也就不能显示接下来的虚实融合效果，因此早期的增强现实系统选用的结构框架是c/s构架方式。

现如今智能手机的芯片处理速度得到了非常明显的提高，相关研究人员便开始选用让服务器以及客户端分别进行计算处理任务的主体结构构架方式。增强现实系统借助对用户观察到的目标进行识别来实现对目标展开增强，服务器对目标展开初始识别，紧接着将初始识别的结果成功传到客户端，然后在客户端完成对目标的渲染显示以及精准识别，虽然这种结构构架已经得到了一定的进步，但是并没有完全脱离开PC机。近些年，相关研究人员正在着手进行让AR技术可以完全脱离PC机的研究，并且已经获得了一定的进展，其中Mark研究小组已经将ARToolKit技术改进并且完全植入到手机操作系统中展开独立运行。

2.AR跟踪定位算法

有关AR跟踪定位算法的相关研究已经开展多年，现如今已经形成了比较成熟的框架以及算法，但是将AR技术移植到移动手机中使其展开独立运行的相关研究工作才刚刚开始。为了可以将基于视觉的跟踪定位算法的稳定性以及鲁棒性问题成功的解决，现如今已经有研究人员借助硬件跟踪定位设备展开AR跟踪定位工作。其中MARA作为一款有Nokia公司成功开发的一个城市导游系统，其借助诺基亚手机当成增强现实系统的实际运行平台，并且选用GPS。倾角仪以及加速计来实现智能手机的绝对姿态跟踪定位，并且可以借助蓝牙接口对手机进行测量数据信息的及时发送。

3.在大场景范围情况下的多目标识别

当智能手机AR技术在大场景环境进行增强以及跟踪工作时，系统没有必要对手机的实际三维位置展开随时跟踪，而仅仅只是需要将处在该场景之中的目标识别出来，并且将虚拟信息显示在图像之中就可以，在这个过程中，图像检索技术以及目标识别这两种技术都必不可少。在文献五中，借助GPS对用户所处空间位置展开初步确定，然后借助服务器在整个数据库中将与该位置有关联的待识别物体成功的找出，于是在通过对图像相似度进行比较来达到对物体进行识别的目的。

4.交互式增强现实系统

现如今的智能手机增强现实系统大多选用的是单设备-单用户的这种工作模式，在该系统中，用户和周围的真实环境没有任何交流，多用户之间也不存在任何协作交互。然而现如今智能手机具备的一个非常重要的功能便是实现多个用户之间的各种信息共享以及交流，因此广大研究学者便开始研究基于环境与用户交互，多人交互的这种智能手机增强现实系统。该系统不仅仅需要解决最基本的一系列问题，同时还需要各个交互对象间的通信问题以及数据传输问题，现如今已经存在有很多技术可以当做通信媒体，如GPRS，无线，蓝牙技术等。ARTennis系统是第一个可以实现交互的增强现实系统，该系统包含有两个用户，一个木桌，AR标志点，两个手机。用户可以展开相对比较简单的网球游戏，每当球拍和网球接触到手机时就会出现震动现象，提示该用户已经成功击球，系统借助蓝牙技术来对多用户之间的姿态信息以及位置传输工作。

5.数据之间的通信以及传输

不管是C/S式系统还是完全借助智能手机来展开独立运行的系统，都不可以避免的需要进行数据之间的无线传输以及通信。在C/S式系统中，服务器与客户端之间的数据传输需要借助4G网络，wifi，GSM，GPRS来完成。在对传输网络方式进行选择时需要优先考虑用户所处环境可以支持哪种网络，其次需要对网络的实际传输距离，传输速速，通畅性等因素进行考虑。其中4G网络是一种新型的网络类型，在传输以及宽带速度上具备有很大的优势，现如今仅有部分智能手机可以支持该网络。GSM以及GPRS相对比较常用，但是在传输速度上完全不能和4G网络进行比较。选用蓝牙技术尽管在传输速度上相对比较慢，但是几乎所有手机都可以支持此项技术，与此同时该技术隶属于短距离的一种传输技术，尽管无线电波具备有很广泛的覆盖范围，但是在通信质量上很难得到保证。当然，不管选用的究竟是哪一种无线网络通信方式，都会面对系统处理时间由于网络传输变得增长这一问题，这也是一定要实现智能手机和服务器完全独立的一个重要原因。