增強現實：完整的細節

本文的第一部分介紹了增強現實(AR) 的基礎知識，包括它是什麼以及它如何運作。 然後，通過大量示例，我們將研究增強現實的主要用途，包括製造、醫療保健、遊戲、教育和遠程協作。 我們還將討論與增強現實相關的技術、軟件、應用程序和設備。 本文還將討論增強現實的商業前景以及與許多擴展現實主題相關的問題和困難。

什麼是增強現實？

在進一步深入之前，讓我們詳細了解增強現實的含義或定義

數字信息與用戶環境的實時集成稱為增強現實 (AR)。 增強現實 (AR) 的用戶遇到的是真實世界環境，其上疊加了創建的感知信息，而虛擬現實 (VR) 則產生了完全人工的環境。

使用增強現實，用戶可以接收更多信息或以某種方式對自然環境進行審美改變。 增強現實 (AR) 的主要優勢在於它成功地將數字和三維 (3D) 元素與人們感知現實世界的方式相結合。 AR 有多種應用，從娛樂到輔助決策。

通過智能手機或眼鏡等設備，增強現實 (AR) 可為用戶提供視覺元素、聲音和其他感官信息。 為了提供數字信息修改用戶對實際環境的看法的無縫體驗，該信息被分層到設備上。 疊加的信息可能會隱藏或添加自然世界的一部分。

另一方面，有一些可穿戴設備可以讓用戶觀看增強現實內容。 AR 眼鏡並不能像虛擬現實耳機那樣讓用戶完全沉浸在虛擬世界中。 眼鏡的佩戴者可以在現實世界的物體上添加或覆蓋虛擬物體，例如在機器上放置增強現實 (AR) 標記以指示維修區域。

1998 年某個時候開始出現在電視轉播的足球比賽中的黃色先下標記是增強現實技術的首批商業用途之一。 目前最著名的消費者增強現實 (AR) 設備包括谷歌眼鏡、智能手機遊戲和汽車擋風玻璃上的平視顯示器 (HUD)。 但許多其他業務，如醫療保健、公共安全、天然氣和石油、旅遊和營銷，也採用技術。

• 相關： Metaverse：完整的細節
• 過去十年的 5 大技術突破

增強現實的元素

我們在 AR 中有 3 個主要元素，它們支持它的整個工作和其他操作：

• 硬件
• 軟件
• 遠程服務器

1、硬件

增強現實係統的硬件包括 CPU、輸入設備、傳感器和顯示器。 這些是包含微型超級計算機的微型可穿戴設備。 它們有許多不同的部分，包括 CPU、閃存、RAM、GPS、GPU、Wi-Fi 和藍牙，它們需要大量的處理能力。

處理器從增強現實設備外部的傳感器接收有關用戶如何與外部環境中的對象交互的信息。 這些傳感器可能是移動設備上的加速度計、紅外線或陀螺儀。

在設備外部，還放置了攝像頭以掃描環境並收集相關數據。 創建用於確定正確輸出的數字模型的儀器使用此信息。 鏡子也被用來改善我們的眼睛感知虛擬圖像的方式。

雖然只有少數增強現實設備配備了各種微型曲面鏡，但很少有其他設備配備雙面鏡。 這面鏡子有一個表面可以將目鏡顯示器的光反射到相機上，另一個表面可以將側面安裝的顯示器的光反射到眼睛上。 移動設備、監視器、頭戴式顯示器 (HMD) 或眼鏡都可以用作顯示器。

2. 軟件

該軟件對增強現實設備的工作方式有重大影響。 基於增強現實的應用程序是使用 D'Fusion 和其他專業 3D 軟件開發的。 覆蓋現實世界圖像的虛擬圖形是使用 3D 軟件創建的。 其中一些包括 StudioMax、AutoCad3D 和 Cinema 4D。

3.遠程服務器

除了軟件和硬件之外，掃描的虛擬圖像的數據庫還使用雲或網絡服務器保持最新。 虛擬圖像將從數據庫中檢索並發送到請求應用程序以響應來自增強現實應用程序的請求。

• 相關：您需要的 Cycle Frontier 提示！
• 12款最佳VR視頻轉換軟件

增強現實的優勢

讓我們來看看AR的一些基本優勢和應用

• 隨著遊戲環境從虛擬領域轉變為融入現實生活體驗，玩家可以參與現實生活中的活動來玩遊戲，AR 可以改善遊戲體驗。
• 在零售業，客戶可以在購買前使用商店的互聯網應用程序虛擬參觀家具。
• 廣告可以融入 AR 材料中，以幫助企業讓觀眾更廣泛地了解他們的內容。 AR 可以通過向客戶展示事物的 3D 模型來增強客戶體驗，並通過為他們提供產品的虛擬遊覽（例如在房地產中看到的產品）來幫助他們做出更好的決策。
• 無需專家到現場，維修技術人員可以在現場使用 AR 應用程序遠程指導他們執行維修和維護任務。 當到達目的地具有挑戰性時，這可能會有所幫助。
• 在教育中，增強現實用於創建通用課程。 可以用圖形、文本、音樂和視頻覆蓋學生的實際環境。 它使學生能夠使用交互式閱讀資源，為他們提供更多信息。
• AR 有助於實時標記對象並有助於高級導航。 顯示目的地方向、旅行時間、天氣信息和路況的數據可以顯示在汽車的擋風玻璃上。
• 除了在 AR 材料上放置廣告外，AR 還可以用於導航，提供位置、方向和觀光信息。
• 遠程培訓、健康狀況監測和患者診斷都可以通過增強現實來輔助。 外科醫生正在通過增強現實接收患者數據。 此外，它還支持功能視頻和患者影像記錄的採集和疊加。 它在操作、恢復程序和實踐培訓課程中使用。

• 相關：好的 NFT 設計有哪些優勢？
• 使用時間表製作器進行項目監控的 5 大優勢

增強現實的缺點

正如我們現在已經了解了 AR 的優點一樣，讓我們也了解一下 AR 的一些缺點

• 基於 AR 技術的計劃的創建和維護非常昂貴。 此外，製造基於 AR 的小工具非常昂貴。
• 基於 AR 的應用程序中隱私的丟失是一個令人擔憂的問題。
• AR 中的人們正在失去重大事件。
• 糟糕的性能水平是一個需要在整個測試過程中解決的問題，並且有效地使用符合 AR 標準的設備需要一些基本培訓。

• 相關：如何在家正常工作
• 13 種最佳 MS Office 替代品

增強現實的類型

讓我們來看看 AR 的類型，基本上我們有四種重要的 AR 類型，

• 基於標記
• 無標記
• 基於投影
• 基於疊加的AR

讓我們詳細了解上面提到的每種 AR 類型

1. 基於標記的增強現實

目標圖像（標記）用於基於標記的 AR 應用程序以定位區域中的項目。 這些標記指定 3D 數字內容在用戶視野內的顯示位置。 標記是早期 AR 技術的基礎。

為了將 3D 虛擬對象疊加到真實世界環境中的特定物理圖片圖案標記上，這些應用程序與其相連。 要生成其幾何圖形，相機必須連續掃描輸入並設置用於圖片模式識別的標記。 如果相機沒有正確對焦，虛擬對象將不會出現。

因此，用於標記圖像的系統包括幾個模塊，其中包括相機、圖像捕獲、圖像處理和標記跟踪等。 一般來說，這是一種直接且低成本的方法，通過一個獨特的程序來包含過濾器，以通過相機識別特定的圖案。

Instagram 和 Snapchat 通過他們的過濾器和遊戲使用這種增強現實作為例子。 因此，這種AR已經融入到人們的日常生活中，因為它們是常見的社交活動。

2.無標記AR

相比之下，無標記 AR 通過實時比較數據中存在的特徵，可以在真實圖像環境中定位虛擬 3D 對象。 雖然增強現實軟件會完成剩下的工作，但這種幫助取決於每部智能手機的技術，包括相機、GPS 和加速度計等。

該模型中沒有對象跟踪系統是當前相機、傳感器和 AI 算法取得進步的結果。 因此，它使用這些傳感器收集的數字信息進行操作，這些信息可以實時捕獲物理位置。

同步定位和地圖構建 (SLAM) 是無標記分析中用於掃描環境並為放置虛擬對象提供合適地圖的主要工具。 即使虛擬物品不在用戶視野內，它們也不會隨著用戶移動而移動，用戶也不需要掃描新照片，SLAM 無標記圖像跟踪掃描周圍環境並繪製放置虛擬物品的地圖3D 中的對象。

因此，該技術可以在不了解周圍環境（例如牆壁或十字路口）的情況下識別場景中的項目或特徵。 這種技術的特點在於它與將計算機圖形與實際照片融合的驚人視覺效果的聯繫。

該技術使用基於位置的信息來確定用戶在特定區域獲得或發現的材料，並用於事件、業務和導航應用程序等。 與手機一樣，它可能會使用加速度計、陀螺儀、指南針和 GPS。

3.基於投影的AR

該技術用於在靜態環境中傳輸數字數據； 例如，基於項目的增強現實側重於在用戶的實際環境中呈現虛擬 3D 對象。

由於在特定位置放置了跟踪攝像機和固定投影儀，增強現實 (AR) 使用戶能夠在該空間的周圍環境中自由移動。 通過將人造光投射到實際平面上，該技術主要用於產生關於物體的深度、位置和方向的錯覺。

由於指令可能會在特定區域呈現，因此基於投影的增強現實非常適合簡化商業或工業中的複雜活動並移除計算機。 此外，通過提供反饋，該系統可以優化製造週期的數字識別程序。

4.基於疊加的AR

基於疊加的 AR 通過用對象的增強視圖完全替換原始視圖或僅部分替換原始視圖來提供所討論對象的“替代”視圖。 在這種情況下，對象識別再次變得至關重要，因為從邏輯上講，如果程序不知道自己在看什麼，就不能用增強的視圖替換原始視圖。

在這種情況下，增強可能會完全或部分替換原始對象。 在下面的示例中，IKEA Catalog 應用程序的用戶可以縮放虛擬家具並將其放置在房間的圖像上。

疊加增強現實的應用包括遊戲、娛樂、教育和工業設計。 例如，疊加 AR 可用於開發互動遊戲，讓玩家在現實世界中玩遊戲，或在設計時實時查看 3D 模型並與之互動。

總的來說，疊加 AR 技術提供了一種有趣的新方法來結合虛擬和現實世界環境，預計它將在未來的各個領域發揮更大的作用。

• 相關：過去十年的 5 大技術突破
• 11 種市場上最受歡迎的最新小工具

AR中使用的設備

運行增強現實 (AR) 技術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：

• 顯示設備：為了在實際環境中呈現虛擬事物，AR 應用程序需要某種顯示設備。 這些小工具可以包括 AR 眼鏡等頭戴式顯示器以及智能手機和平板電腦等便攜式電子產品。
• 相機：為了向 AR 系統提供真實世界環境的照片，相機被用來捕捉它們。 它們可以是外部的或集成到設備中。
• 傳感器：為了確定用戶或設備的方向、運動和位置，使用了加速度計、陀螺儀和 GPS 等傳感器。 使用此信息將虛擬對象定位在物理世界中。
• 增強現實係統中的實時圖片處理和數據分析需要強大的處理器。 這些處理器可以集成到產品中或位於基於雲的網絡中。
• 軟件開發資源：用於增強現實 (AR) 的軟件開發工具包 (SDK) 為開發人員提供了製作 AR 應用程序所需的資源。 這些 SDK 可能帶有庫、API 和開發實用程序。
• 跟踪系統：為了正確跟踪設備和用戶在現實世界中的位置和方向，跟踪系統包括基準標記、基於位置的標記和基於傳感器的跟踪系統。
• 觸覺設備：觸覺設備提供觸覺反饋，為用戶提供更加身臨其境的增強現實體驗。

根據應用程序的類型和所需的沉浸程度，增強現實中使用了多種工具和小工具。 隨著技術的發展，我們可以期待更多的工具和設備來改善 AR 體驗。

• 相關：如何遷移或備份 Oculus Rift 數據？
• 訊連科技 PowerDVD 18：最佳電影和媒體播放器

增強現實應用

使用增強現實 (AR) 技術在物理世界上構建數字疊加層的應用稱為增強現實 (AR) 應用。 這些應用程序為消費者提供了一種與虛擬對象和信息進行交互的簡單易行的方式。

讓我們來看看增強現實的一些基本應用程序

• Pokemon Go ：這是一款增強現實的手機遊戲，允許用戶捕捉虛擬口袋妖怪並在現實世界中進行戰鬥。
• Snapchat：是一種社交媒體軟件，允許用戶在他們的面部和周圍環境中添加各種增強現實 (AR) 濾鏡和鏡頭，使他們能夠捕捉原創和有趣的視頻和圖像。
• 谷歌翻譯：一個名為谷歌翻譯的應用程序使用增強現實來即時翻譯文本。 當用戶將相機對準標誌、菜單或其他文字時，該程序會將任何書面內容翻譯成所需的語言。
• IKEA Place是一款應用程序，用戶可以使用智能手機上的攝像頭實時放置宜家家具的虛擬版本，以查看其在家中的外觀。
• Quiver：一種學習應用程序，它採用增強現實技術使塗色書栩栩如生。 當用戶為頁面著色並在其上疊加 3D 動畫時，該程序會識別圖像。
• Holo：在應用程序 Holo 的幫助下，用戶可以在現實世界的任何地方安裝各種物品的 3D 全息圖，以創造有趣和引人入勝的體驗。
• Civilizations AR：一款名為 Civilizations AR 的教育軟件採用增強現實 (AR) 技術提供歷史文物和事件的交互式展覽，使用戶能夠以更引人入勝和身臨其境的方式了解歷史。

這些只是可在不同平台上訪問的眾多 AR 應用程序中的一小部分。 隨著 AR 技術的發展，未來的 AR 應用程序可能會更具創意和趣味性。

• 相關： 5 大前端技術
• 在課堂上使用電子產品的 9 大方法

最佳 AR 開發平台

開發人員可以從各種各樣的增強現實 (AR) 開發平台中進行選擇。 下面列出了目前一些頂級的 AR 開發平台：

• ARKit： Apple 的 ARKit 開發框架支持為 iOS 設備創建增強現實 (AR) 軟件。 對於 iOS 用戶，ARKit 的平面檢測、光照估計和運動跟踪等功能可以讓構建 AR 體驗變得簡單。
• ARCore： Google 的 ARCore 開發框架支持為 Android 智能手機創建增強現實 (AR) 應用程序。 得益於 ARCore 的運動跟踪、環境理解和光估計功能，為 Android 用戶創建 AR 體驗非常簡單。
• Vuforia： PTC 的 Vuforia 是一個 AR 開發平台，使程序員能夠為智能眼鏡和移動設備製作 AR 應用程序。 由於 Vuforia 的功能，包括圖片識別、3D 對象識別和空間識別，複雜和身臨其境的 AR 體驗很容易製作。
• Wikitude： Wikitude 是一個用於構建增強現實 (AR) 應用程序的平台，可與 Web 瀏覽器、智能眼鏡和移動設備一起使用。 Wikitude 通過提供圖片識別、基於位置的 AR 和對象檢測等工具，使開發各種 AR 體驗變得簡單。
• Unity：一個著名的遊戲引擎，也有助於創建增強現實。 開發人員可以在 Unity 的幫助下設計適用於桌面和移動平台的 AR 體驗。 Unity 是一個強大的 AR 創作平台，因為它提供的功能包括 3D 建模、物理模擬以及音頻和視頻渲染。
• Maxst：一個用於開發增強現實應用程序的平台，Maxst 提供的功能包括 3D 對象識別、即時跟踪和圖像識別。 Maxst 使開發人員能夠在 Android 和 iOS 平台上快速輕鬆地創建 AR 體驗。

這些只是目前可用的頂級 AR 開發工具中的一小部分。 使用的最佳平台將取決於正在創建的 AR 應用程序的特定需求。

• 相關：什麼是 Autodesk 和 Autodesk 產品列表
• 如何從 Windows、Mac、iPhone、USB 等恢復已刪除的文件，

結論 ：

通過這種增強現實，我們發現該技術可以將虛擬物品疊加在現實世界的環境或物體上。 它使用了多種技術，包括對象識別、深度跟踪、SLAM 和自然特徵跟踪等。 本增強現實教程重點介紹 AR、概述其基本原理、概述其技術並討論其應用。 對於對集成和創建 AR 感興趣的個人來說，最佳方法是我們最後考慮的事情。

我希望本教程對您有所幫助增強現實：完整的細節。 如果您想說什麼，請通過評論部分告訴我們。 如果您喜歡這篇文章，請分享它並在 Facebook、Twitter 和 YouTube 上關注 WhatVwant 以獲取更多技術提示。

• 相關：現實世界中的 7 種虛擬現實遊戲
• 增強現實、虛擬現實和混合現實如何幫助教育
• 未來需要哪些技術？

增強現實 - 常見問題解答