增强现实：完整的细节

本文的第一部分介绍了增强现实(AR) 的基础知识，包括它是什么以及它如何运作。 然后，通过大量示例，我们将研究增强现实的主要用途，包括制造、医疗保健、游戏、教育和远程协作。 我们还将讨论与增强现实相关的技术、软件、应用程序和设备。 本文还将讨论增强现实的商业前景以及与许多扩展现实主题相关的问题和困难。

什么是增强现实？

在进一步深入之前，让我们详细了解增强现实的含义或定义

数字信息与用户环境的实时集成称为增强现实 (AR)。 增强现实 (AR) 的用户遇到的是真实世界环境，其上叠加了创建的感知信息，而虚拟现实 (VR) 则产生了完全人工的环境。

使用增强现实，用户可以接收更多信息或以某种方式对自然环境进行审美改变。 增强现实 (AR) 的主要优势在于它成功地将数字和三维 (3D) 元素与人们感知现实世界的方式相结合。 AR 有多种应用，从娱乐到辅助决策。

通过智能手机或眼镜等设备，增强现实 (AR) 可为用户提供视觉元素、声音和其他感官信息。 为了提供数字信息修改用户对实际环境的看法的无缝体验，该信息被分层到设备上。 叠加的信息可能会隐藏或添加自然世界的一部分。

另一方面，有一些可穿戴设备可以让用户观看增强现实内容。 AR 眼镜并不能像虚拟现实耳机那样让用户完全沉浸在虚拟世界中。 眼镜的佩戴者可以在现实世界的物体上添加或覆盖虚拟物体，例如在机器上放置增强现实 (AR) 标记以指示维修区域。

1998 年某个时候开始出现在电视转播的足球比赛中的黄色先下标记是增强现实技术的首批商业用途之一。 目前最著名的消费者增强现实 (AR) 设备包括谷歌眼镜、智能手机游戏和汽车挡风玻璃上的平视显示器 (HUD)。 但许多其他业务，如医疗保健、公共安全、天然气和石油、旅游和营销，也采用技术。

• 相关： Metaverse：完整的细节
• 过去十年的 5 大技术突破

增强现实的元素

我们在 AR 中有 3 个主要元素，它们支持它的整个工作和其他操作：

• 硬件
• 软件
• 远程服务器

1、硬件

增强现实系统的硬件包括 CPU、输入设备、传感器和显示器。 这些是包含微型超级计算机的微型可穿戴设备。 它们有许多不同的部分，包括 CPU、闪存、RAM、GPS、GPU、Wi-Fi 和蓝牙，它们需要大量的处理能力。

处理器从增强现实设备外部的传感器接收有关用户如何与外部环境中的对象交互的信息。 这些传感器可能是移动设备上的加速度计、红外线或陀螺仪。

在设备外部，还放置了摄像头以扫描环境并收集相关数据。 创建用于确定正确输出的数字模型的仪器使用此信息。 镜子也被用来改善我们的眼睛感知虚拟图像的方式。

虽然只有少数增强现实设备配备了各种微型曲面镜，但很少有其他设备配备双面镜。 这面镜子有一个表面可以将目镜显示器的光反射到相机上，另一个表面可以将侧面安装的显示器的光反射到眼睛上。 移动设备、监视器、头戴式显示器 (HMD) 或眼镜都可以用作显示器。

2. 软件

该软件对增强现实设备的工作方式有重大影响。 基于增强现实的应用程序是使用 D'Fusion 和其他专业 3D 软件开发的。 覆盖现实世界图像的虚拟图形是使用 3D 软件创建的。 其中一些包括 StudioMax、AutoCad3D 和 Cinema 4D。

3.远程服务器

除了软件和硬件之外，扫描的虚拟图像的数据库还使用云或网络服务器保持最新。 虚拟图像将从数据库中检索并发送到请求应用程序以响应来自增强现实应用程序的请求。

• 相关：您需要的 Cycle Frontier 提示！
• 12款最佳VR视频转换软件

增强现实的优势

让我们来看看AR的一些基本优势和应用

• 随着游戏环境从虚拟领域转变为融入现实生活体验，玩家可以参与现实生活中的活动来玩游戏，AR 可以改善游戏体验。
• 在零售业，客户可以在购买前使用商店的互联网应用程序虚拟参观家具。
• 广告可以融入 AR 材料中，以帮助企业让观众更广泛地了解他们的内容。 AR 可以通过向客户展示事物的 3D 模型来增强客户体验，并通过为他们提供产品的虚拟游览（例如在房地产中看到的产品）来帮助他们做出更好的决策。
• 无需专家到现场，维修技术人员可以在现场使用 AR 应用程序远程指导他们执行维修和维护任务。 当到达目的地具有挑战性时，这可能会有所帮助。
• 在教育中，增强现实用于创建通用课程。 可以用图形、文本、音乐和视频覆盖学生的实际环境。 它使学生​​能够使用交互式阅读资源，为他们提供更多信息。
• AR 有助于实时标记对象并有助于高级导航。 显示目的地方向、旅行时间、天气信息和路况的数据可以显示在汽车的挡风玻璃上。
• 除了在 AR 材料上放置广告外，AR 还可以用于导航，提供位置、方向和观光信息。
• 远程培训、健康状况监测和患者诊断都可以通过增强现实来辅助。 外科医生正在通过增强现实接收患者数据。 此外，它还支持功能视频和患者影像记录的采集和叠加。 它在操作、恢复程序和实践培训课程中使用。

• 相关：好的 NFT 设计有哪些优势？
• 使用时间表制作器进行项目监控的 5 大优势

增强现实的缺点

正如我们现在已经了解了 AR 的优点一样，让我们​​也了解一下 AR 的一些缺点

• 基于 AR 技术的计划的创建和维护非常昂贵。 此外，制造基于 AR 的小工具非常昂贵。
• 基于 AR 的应用程序中隐私的丢失是一个令人担忧的问题。
• AR 中的人们正在失去重大事件。
• 糟糕的性能水平是一个需要在整个测试过程中解决的问题，并且有效地使用符合 AR 标准的设备需要一些基本培训。

• 相关：如何在家正常工作
• 13 种最佳 MS Office 替代品

增强现实的类型

让我们来看看 AR 的类型，基本上我们有四种重要的 AR 类型，

• 基于标记
• 无标记
• 基于投影
• 基于叠加的AR

让我们详细了解上面提到的每种 AR 类型

1. 基于标记的增强现实

目标图像（标记）用于基于标记的 AR 应用程序以定位区域中的项目。 这些标记指定 3D 数字内容在用户视野内的显示位置。 标记是早期 AR 技术的基础。

为了将 3D 虚拟对象叠加到真实世界环境中的特定物理图片图案标记上，这些应用程序与其相连。 要生成其几何图形，相机必须连续扫描输入并设置用于图片模式识别的标记。 如果相机没有正确对焦，虚拟对象将不会出现。

因此，用于标记图像的系统包括几个模块，其中包括相机、图像捕获、图像处理和标记跟踪等。 一般来说，这是一种直接且低成本的方法，通过一个独特的程序来包含过滤器，以通过相机识别特定的图案。

Instagram 和 Snapchat 通过他们的过滤器和游戏使用这种增强现实作为例子。 因此，这种AR已经融入到人们的日常生活中，因为它们是常见的社交活动。

2.无标记AR

相比之下，无标记 AR 通过实时比较数据中存在的特征，可以在真实图像环境中定位虚拟 3D 对象。 虽然增强现实软件会完成剩下的工作，但这种帮助取决于每部智能手机的技术，包括相机、GPS 和加速度计等。

该模型中没有对象跟踪系统是当前相机、传感器和 AI 算法取得进步的结果。 因此，它使用这些传感器收集的数字信息进行操作，这些信息可以实时捕获物理位置。

同步定位和地图构建 (SLAM) 是无标记分析中用于扫描环境并为放置虚拟对象提供合适地图的主要工具。 即使虚拟物品不在用户视野内，它们也不会随着用户移动而移动，用户也不需要扫描新照片，SLAM 无标记图像跟踪扫描周围环境并绘制放置虚拟物品的地图3D 中的对象。

因此，该技术可以在不了解周围环境（例如墙壁或十字路口）的情况下识别场景中的项目或特征。 这种技术的特点在于它与将计算机图形与实际照片融合的惊人视觉效果的联系。

该技术使用基于位置的信息来确定用户在特定区域获得或发现的材料，并用于事件、业务和导航应用程序等。 与手机一样，它可能会使用加速度计、陀螺仪、指南针和 GPS。

3.基于投影的AR

该技术用于在静态环境中传输数字数据； 例如，基于项目的增强现实侧重于在用户的实际环境中呈现虚拟 3D 对象。

由于在特定位置放置了跟踪摄像机和固定投影仪，增强现实 (AR) 使用户能够在该空间的周围环境中自由移动。 通过将人造光投射到实际平面上，该技术主要用于产生关于物体的深度、位置和方向的错觉。

由于指令可能会在特定区域呈现，因此基于投影的增强现实非常适合简化商业或工业中的复杂活动并移除计算机。 此外，通过提供反馈，该系统可以优化制造周期的数字识别程序。

4.基于叠加的AR

基于叠加的 AR 通过用对象的增强视图完全替换原始视图或仅部分替换原始视图来提供所讨论对象的“替代”视图。 在这种情况下，对象识别再次变得至关重要，因为从逻辑上讲，如果程序不知道自己在看什么，就不能用增强的视图替换原始视图。

在这种情况下，增强可能会完全或部分替换原始对象。 在下面的示例中，IKEA Catalog 应用程序的用户可以缩放虚拟家具并将其放置在房间的图像上。

叠加增强现实的应用包括游戏、娱乐、教育和工业设计。 例如，叠加 AR 可用于开发互动游戏，让玩家在现实世界中玩游戏，或在设计时实时查看 3D 模型并与之互动。

总的来说，叠加 AR 技术提供了一种有趣的新方法来结合虚拟和现实世界环境，预计它将在未来的各个领域发挥更大的作用。

• 相关：过去十年的 5 大技术突破
• 11 种市场上最受欢迎的最新小工具

AR中使用的设备

运行增强现实 (AR) 技术需要一系列工具和小工具。 AR 中使用的最重要的工具和小工具如下所列：

• 显示设备：为了在实际环境中呈现虚拟事物，AR 应用程序需要某种显示设备。 这些小工具可以包括 AR 眼镜等头戴式显示器以及智能手机和平板电脑等便携式电子产品。
• 相机：为了向 AR 系统提供真实世界环境的照片，相机被用来捕捉它们。 它们可以是外部的或集成到设备中。
• 传感器：为了确定用户或设备的方向、运动和位置，使用了加速度计、陀螺仪和 GPS 等传感器。 使用此信息将虚拟对象定位在物理世界中。
• 增强现实系统中的实时图片处理和数据分析需要强大的处理器。 这些处理器可以集成到产品中或位于基于云的网络中。
• 软件开发资源：用于增强现实 (AR) 的软件开发工具包 (SDK) 为开发人员提供了制作 AR 应用程序所需的资源。 这些 SDK 可能带有库、API 和开发实用程序。
• 跟踪系统：为了正确跟踪设备和用户在现实世界中的位置和方向，跟踪系统包括基准标记、基于位置的标记和基于传感器的跟踪系统。
• 触觉设备：触觉设备提供触觉反馈，为用户提供更加身临其境的增强现实体验。

根据应用程序的类型和所需的沉浸程度，增强现实中使用了多种工具和小工具。 随着技术的发展，我们可以期待更多的工具和设备来改善 AR 体验。

• 相关：如何迁移或备份 Oculus Rift 数据？
• 讯连科技 PowerDVD 18：最佳电影和媒体播放器

增强现实应用

使用增强现实 (AR) 技术在物理世界上构建数字叠加层的应用称为增强现实 (AR) 应用。 这些应用程序为消费者提供了一种与虚拟对象和信息进行交互的简单易行的方式。

让我们来看看增强现实的一些基本应用程序

• Pokemon Go ：这是一款增强现实的手机游戏，允许用户捕捉虚拟口袋妖怪并在现实世界中进行战斗。
• Snapchat：是一种社交媒体软件，允许用户在他们的面部和周围环境中添加各种增强现实 (AR) 滤镜和镜头，使他们能够捕捉原创和有趣的视频和图像。
• 谷歌翻译：一个名为谷歌翻译的应用程序使用增强现实来即时翻译文本。 当用户将相机对准标志、菜单或其他文字时，该程序会将任何书面内容翻译成所需的语言。
• IKEA Place是一款应用程序，用户可以使用智能手机上的摄像头实时放置宜家家具的虚拟版本，以查看其在家中的外观。
• Quiver：一种学习应用程序，它采用增强现实技术使涂色书栩栩如生。 当用户为页面着色并在其上叠加 3D 动画时，该程序会识别图像。
• Holo：在应用程序 Holo 的帮助下，用户可以在现实世界的任何地方安装各种物品的 3D 全息图，以创造有趣和引人入胜的体验。
• Civilizations AR：一款名为 Civilizations AR 的教育软件采用增强现实 (AR) 技术提供历史文物和事件的交互式展览，使用户能够以更引人入胜和身临其境的方式了解历史。

这些只是可在不同平台上访问的众多 AR 应用程序中的一小部分。 随着 AR 技术的发展，未来的 AR 应用程序可能会更具创意和趣味性。

• 相关： 5 大前端技术
• 在课堂上使用电子产品的 9 大方法

最佳 AR 开发平台

开发人员可以从各种各样的增强现实 (AR) 开发平台中进行选择。 下面列出了目前一些顶级的 AR 开发平台：

• ARKit： Apple 的 ARKit 开发框架支持为 iOS 设备创建增强现实 (AR) 软件。 对于 iOS 用户，ARKit 的平面检测、光照估计和运动跟踪等功能可以让构建 AR 体验变得简单。
• ARCore： Google 的 ARCore 开发框架支持为 Android 智能手机创建增强现实 (AR) 应用程序。 得益于 ARCore 的运动跟踪、环境理解和光估计功能，为 Android 用户创建 AR 体验非常简单。
• Vuforia： PTC 的 Vuforia 是一个 AR 开发平台，使程序员能够为智能眼镜和移动设备制作 AR 应用程序。 由于 Vuforia 的功能，包括图片识别、3D 对象识别和空间识别，复杂和身临其境的 AR 体验很容易制作。
• Wikitude： Wikitude 是一个用于构建增强现实 (AR) 应用程序的平台，可与 Web 浏览器、智能眼镜和移动设备一起使用。 Wikitude 通过提供图片识别、基于位置的 AR 和对象检测等工具，使开发各种 AR 体验变得简单。
• Unity：一个著名的游戏引擎，也有助于创建增强现实。 开发人员可以在 Unity 的帮助下设计适用于桌面和移动平台的 AR 体验。 Unity 是一个强大的 AR 创作平台，因为它提供的功能包括 3D 建模、物理模拟以及音频和视频渲染。
• Maxst：一个用于开发增强现实应用程序的平台，Maxst 提供的功能包括 3D 对象识别、即时跟踪和图像识别。 Maxst 使开发人员能够在 Android 和 iOS 平台上快速轻松地创建 AR 体验。

这些只是目前可用的顶级 AR 开发工具中的一小部分。 使用的最佳平台将取决于正在创建的 AR 应用程序的特定需求。

• 相关：什么是 Autodesk 和 Autodesk 产品列表
• 如何从 Windows、Mac、iPhone、USB 等恢复已删除的文件，

结论 ：

通过这种增强现实，我们发现该技术可以将虚拟物品叠加在现实世界的环境或物体上。 它使用了多种技术，包括对象识别、深度跟踪、SLAM 和自然特征跟踪等。 本增强现实教程重点介绍 AR、概述其基本原理、概述其技术并讨论其应用。 对于对集成和创建 AR 感兴趣的个人来说，最佳方法是我们最后考虑的事情。

我希望本教程对您有所帮助增强现实：完整的细节。 如果您想说什么，请通过评论部分告诉我们。 如果您喜欢这篇文章，请分享它并在 Facebook、Twitter 和 YouTube 上关注 WhatVwant 以获取更多技术提示。

• 相关：现实世界中的 7 种虚拟现实游戏
• 增强现实、虚拟现实和混合现实如何帮助教育
• 未来需要哪些技术？

增强现实 - 常见问题解答