ar技术网 AR技术这么火 但你知道其中背后的工作原理吗？ | VR网

随着增强现实技术的发展，各行各业的领导者都在不断探索其潜在的创新用途。到目前为止，已经有很多成功的AR应用案例。但是，要想熟练运用任何新兴技术，了解其基本原理和工作方法往往是成功的第一步。

下面，VR Network边肖将详细讲解AR技术的工作原理和技术基础，帮助您全面了解其背后的工作原理，更好地发掘其潜力和用途。

AR是什么？

增强现实是指通过计算设备对真实环境进行实时感知和计算，在真实世界中叠加文字、图片、视频等3D内容和信息，具有虚拟现实融合、实时交互和3D配准三大特点。目前其代表硬件产品是Google Glass，而其代表游戏是口袋妖怪Go。

说起AR，可以追溯到莫顿海利格在五六十年代发明的Sensorama刺激器。他利用自己在电影拍摄方面经验设计了Sensorama刺激器，可以让用户通过图像、声音、风扇、香味和振动来感受骑摩托车在纽约布鲁克林街头的场景。

今天，无论是VR还是AR设备都不再是笨重的大机器，经过几十年的演变和发展，AR技术在每个时期都有自己的里程碑:

如上图所示，随着谷歌、苹果等技术巨头对AR的投入，以及越来越多的应用实例的出现，相信未来随着时间的推移，这项技术会变得更加方便实用。据统计，截至去年6月，仅Angelist上就记录了多达336家基于ar的初创企业。预计到2020年，这种新兴技术的用户群体也将增长到10亿之多。

VR/AR/MR的关系？

说到AR，不得不提VR和MR技术。相信很多人对自己的概念还是很迷茫的。那么如何区分VR/AR/MR的关系呢？如上图所示，VR网络边肖将在下面详细说明:

VR技术是指利用计算机技术模拟一个三维空虚拟世界，为用户提供视觉、听觉、触觉等感官模拟。用户通过输入/输出设备与虚拟世界自然互动。VR就像是人类对沉浸的探索的延伸，让我们有机会走进另一个世界，童话和传说，这一切都让我们不再质疑这项技术。

另一方面，AR技术更具有历史意义(其概念文章在开头已经详细介绍过)。人们从未停止对更强大、更快捷、更智能的工具的搜索，AR就是这种探索的最终体现。它就像一个工具，汇集了人类对工具需求的所有特征，这也是为什么在商业领域诞生第一个AR应用的时候，曾经有人断言这个工具以后会为你赚很多钱。

MR包括增强现实和增强虚拟，增强虚拟是指现实和虚拟世界融合产生的新的视觉环境。在新的视觉环境中，物理和数字对象实时共存和交互。

其实无论从AR还是MR产品的外观或者概念上，都没有明显的分割线，就是把虚拟物体叠加到现实世界中。但不是，区分AR和MR的方法也不难:

在AR中，经常出现的虚拟物体主要是二维平面信息，甚至可能与我们眼前看到的东西无关，它的作用是在不影响视线的情况下起到辅助提示的作用，所以这些虚拟信息和物体无论朝哪个方向看都是固定在同一位置的。

在MR中，虚拟场景与现实融合在一起，虚拟物体或信息更加立体、真实。另外，它的虚拟物体会位于现实世界中，即使你朝其他方向看或者离开，虚拟物体也会保持在原来的位置。

总之，MR更像是AR和VR的结合，也可以说是AR的增强版，不仅表现的更加逼真，而且整体互动性更强。

AR是如何工作的？

事实上，在任何基于AR的系统中，以下三个组件是不可或缺的，即硬件、软件和远程服务器。

硬件:

基于增强现实的设备中的关键硬件组件是处理器、显示器、输入设备和传感器。显示器是我们常见的显示设备，手持设备，眼镜或者头戴式显示器；输入设备可以是智能手机的摄像头或连接到互联网的网络摄像头；传感器是移动设备的陀螺仪、加速度计和红外传感器。

首先，摄像机或传感器采集真实场景物体，并传输到背景处理器单元进行分析和重建，实现坐标系对准和虚拟场景融合。最后，系统融合后的信息会实时显示在显示器上。现在几乎所有的智能手机都可以满足AR技术的所有硬件要求。

软件:

软件在基于增强现实技术的所有设备的运行中起着至关重要的作用。简单来说，要体验AR技术，用户必须有软件应用或者浏览器插件。

远程服务器:

除了硬件和软件之外，Web或云服务器在存储虚拟图像数据方面也起着重要的作用。基于从增强现实应用程序接收的请求，从网络或云服务器检索虚拟对象并将其发送给应用程序。

增强现实技术的工作原理

目前实现AR应用常用的方法有三种:

SLAM

同步定位和映射是在真实环境中呈现虚拟物体的最有效的方法。SLAM可以根据传感器的环境定位传感器，同时绘制环境结构。这项技术在无人机、无人机和机器人中也起着核心作用。

SLAM通俗的解释:把你空扔进一个陌生的环境，你要解决“我在哪里”的问题。这里的“我”基本相当于一个摄像头或者一只眼睛，“在”是定位(也就是定位)，“在”需要一张不存在的地图，需要你去构建(也就是映射)。你一边用一只眼睛走路，一边了解周围的环境(构建地图)，一边在构建好的地图中确定位置(定位)，这就是SLAM。

基于认可:

基于识别是指对视觉符号或物体的识别，如二维码或图片，虚拟物体只有在设备感知到相应的符号时才能被覆盖。

目前，基于图像定位的增强现实技术是最成熟的技术，在各个地方得到了广泛的应用。目前主要用于儿童教育书籍。

基于位置:

与基于识别的增强现实技术相反，基于未知的增强现实技术更多地依赖于GPS、数字罗盘、速度计或加速度计来提供关于位置的数据，并根据这些数据激活增强现实可视化。

目前智能手机中的位置检测功能可以很方便的接入这种AR技术，使得它非常受欢迎。未知增强现实的一些常见用途包括绘制方向图、查找附近的服务或其他以位置为中心的移动应用。

AR技术如何应用:如何在不同设备上运行？

毫无疑问，增强现实技术正在改变我们“描绘”世界的方式。目前，我们访问增强现实的工具主要有以下三种类型的设备:

智能手机:

对于智能手机或平板电脑等移动设备，他们可以通过定位服务、摄像头或两者的结合来使用增强现实。随着基于ARKit和ARCore的应用程序库越来越丰富，未来我们会看到很多移动AR应用程序。

电脑和智能电视:

电脑和smARt电视可以通过网络摄像头输入信息来支持ar。然而，由于计算和位置跟踪过程复杂，增强现实技术在PC或智能电视中没有得到广泛应用。

智能眼镜:

能够支持AR技术的头部显示器和智能眼镜对我们来说并不陌生。早在谷歌眼镜宣布的2012年，这个概念就广为人知，这种设备甚至有机会成为我们未来整个愿景中不可或缺的一部分。

比如，当我们驾驶摩托车时，AR头盔可以提供逼真的AR体验，这意味着我们可以更容易地获得方向、速度、温度等信息。，而不必检查车速表或手机。

相信通过本文的科普，大家会对AR技术有更深入的了解。随着ARKit和ARCore的引入，访问AR技术应用的复杂度大大降低。与此同时，由于各大技术巨头都把目光投向了AR，这种新的沉浸式技术的用户群也在显著增加，甚至有机会覆盖全球所有智能手机用户。无论是潜在的市场规模，还是后端技术和应用的进步，AR技术已经从游戏到商业初步成型。