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增强现实(AR)

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增强现实(Augmented Reality) 参见http://baike.baidu.com/view/1019548.htm

AR技术,尤其是移动增强现实正迅速接近我们的日常生活,本专题目的在于探讨AR技术的现状及实现,尤其是基于OpenCV的技术实现。

AR 可以按技术种类大致分为基于标记(Marker Based)和非基于标记 (Markerless)两大类。

ARTookit 是基于标记技术的范例,该类技术已经进入很多的现实应用领域。最近2010年10月高通(Qualcomm)发布的Android手机的AR 的SDK 也属此类。

OpenCV从2.2版开始会加入一个Android-OpenCV模块,在Google Code Project 中也可以找到,是学习移动增强现实技术的一个好的起点。

目标跟踪技术 (Tracking)

不管是基于标记还是非基于标记,AR 的核心技术关键都是现实目标的三维跟踪(3D Tracking)的问题,有时也说是六度自由度跟踪(6DOF)问题。AR 技术很早以前就出现了,只所以还没有进入主流应用,最主要的原因就是软硬件的水平未能提供足够精确的目标跟踪,导致用户体验差,或实现成本太高,随着智能手机运算能力的迅速提高,算法的不断改进,AR的应用也愈发靠近我们的寻常生活,目前在Android市场,苹果App商店,Nokia的OVI 商店都能找到大量的AR应用软件。

跟踪技术可以大致分成两大类,一类是基于特征的跟踪(Feature Based Tracking),比如通过跟踪从输入图像中抽取的特征点,特征边缘等完成目标的三维运动估计和跟踪。 另一类是基于模板的跟踪(Template Based Tracking)即通过匹配部分输入图像的灰度图实现跟踪。

基于特征的跟踪 Feature Based Tracking

颇具代表性的工作是牛津大学工程系机器人研究所的PTAM, 参见Georg Klein 留在大学的主页http://www.robots.ox.ac.uk/~gk/PTAM/ 可以下载学习源码。

基于模板的的跟踪 Template Based Tracking

颇具代表性的工作是洛桑联邦理工大学计算机视觉实验室的工作,见 Vincent Lepetit主页的系列实时跟踪的文章 http://cvlab.epfl.ch/~lepetit/ 另外也值得下载学习Vincent的合作者Stefan Hintersser 主页 http://campar.in.tum.de/Main/StefanHinterstoisser 上的源码,大部分是基于OpenCV的。

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