4.1.4 增强现实的建模问题 增强现实使用看穿的头盔显示,它在真实环境的视场上重叠合成图形。在传统的叠加显示中,合成的图形与背景没有直接关系。但在增强现实中,合成的物体应看起来是真实环境的一部分。这就是说它们应与观察者交互,与真实物体交互,好象也是真的。 在一个极端,产生全增强现实的幻觉要求真实世界和合成物体的完全的模型。例如,把合成的物体放在真实桌子上并使得在观察者通过环境移动桌子时该物体也停在桌上一起移动,这要求知道桌子在空间什么地方,观察者怎样运动。为了完全真实,要求有关场景照明和表面性质的信息,以便在真实物体上产生合成的明暗。此外,还要求有关三维场景结构的信息,以便允许真实物体遮挡合成物体或被合成物体遮挡。自然,在不可控的不可予测的观察者运动中,这些都是实时发生的。 真实和虚拟的这种混合已在动图像特技效果中实现。某些效果的产生是通过绘制三维模型并产生得到的图形与真实场景的组合,这正是增强现实要求的。但这个过程很慢很费力,要求在每步的人工干预。在场景被拍摄后,摄象机和物体运动模型被人工提取,这利用一帧一帧手工测量,有大量尝试和错误。即使小的几何错误也容易破坏幻觉,使合成物体似乎浮出真实场景以外。 自动生成增强现实的效果还是正在研究的问题。两个主要问题是:(1)观察者运动的精确测量;(2)获取和维持场模型。如果环境是静态的,用交互技术离线构造场景模型是可行的。虽然VR显示提供观察者运动的直接测量,但似乎对支持高质量增强现实不够精确,至少在真实与合成物体接近时,因为即使很小的误差也会引起相对运动感觉,破坏幻觉。多数过程用直接运动测量作定位,再用局部基于图像匹配的方法把真实与合成成分锁定在一起。 |