利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實課件

北京理工大學利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實姓名：馬福強學號：2120140551北京理工大學利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)實關鍵技術及全息光學元件的使用原理全息術及全息光學元件的簡單介紹利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗總結我的工作利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成需要著重強調(diào)的是在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，虛擬物體與真實場景間的無縫融合是最為關鍵的，這個功能由跟蹤注冊算法實現(xiàn)，因此跟蹤注冊是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術之一。將融合后的綜合信息即經(jīng)過增強的現(xiàn)實場景顯示出來是由顯示系統(tǒng)實現(xiàn)的，因此顯示技術也是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術和基本技術之一。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術需要著重強調(diào)的是在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，虛擬物體與真實場景間的無縫

增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)主要使用透視式頭盔顯示器來實現(xiàn)虛擬物體與真實環(huán)境的混合顯示。而透視式頭盔顯示器主要有基于CCD攝像原理的視頻透視式頭盔顯示器和基于光學原理的光學透視式頭盔顯示器兩種形式。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)主要使用透關鍵詞：CCD攝像機、半反半透鏡視頻透視式和光學透視式頭盔顯示器關鍵詞：CCD攝像機、半反半透鏡視頻透視式和光學透視式頭盔顯這里利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實實際上就是利用全息光學元件（HOE）代替光學透射式頭盔顯示器中的半反半透鏡，作為虛實圖像的合成器應用在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的。全息光學元件的使用全息光學元件的使用關鍵詞：干涉、參考光、物光、振幅、位相全息術及全息光學元件的簡單介紹關鍵詞：干涉、參考光、物光、振幅、位相全息術及全息光學元件的全息光學元件是用全息的方法在記錄材料薄膜上記錄點光源的干涉條紋,再經(jīng)過處理制成光柵條紋結構的薄膜光學元件,可以完成反射鏡、透鏡等的功能，有時也稱為衍射光學元件。需要強調(diào)的是，衍射光學元件的衍射效率直接影響到衍射光學元件的成像質(zhì)量，因此衍射效率是評價衍射光學元件的重要指標之一。全息術及全息光學元件的簡單介紹全息光學元件是用全息的方法在記錄材料薄膜上記錄點光源的干涉條lens-arrayHOE體積全息、布拉格條件（透視式）利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗lens-arrayHOE利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實全息光學元件的記錄過程原理利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗全息光學元件的記錄過程原理利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗全息光學元件的記錄過程實驗圖全息光學元件的記錄過程實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗深度信息（+30,0,-30）、色彩信息（紅綠藍）1、沒有成像在焦平面上；2、受到字母形狀的調(diào)制；3、產(chǎn)生了干涉和衍射現(xiàn)象。利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗深度信息（+30,0,-30）、色彩信息（紅綠藍）利用全息光虛擬圖像再現(xiàn)實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗虛擬圖像再現(xiàn)實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗實驗結果：五個角度，雙目3D顯示，布拉格條件利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗實驗結果：五個角度，雙目3D顯示，布拉格條件利用全息光學元件結論：利用全息光學元件記錄并再現(xiàn)出3D全彩色虛擬圖像而實現(xiàn)的增強現(xiàn)實系統(tǒng)通過上述實驗可以看出具有可行性。優(yōu)點：所使用的設備量比較少，造價比較低，對真實場景的亮度沒有明顯衰減問題：實時顯示，跟蹤注冊等利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗結論：利用全息光學元件記錄并再現(xiàn)出3D全彩色虛擬圖像而實現(xiàn)的AR系統(tǒng)的四個步驟：（1）：獲取真實場景；（2）：分析真實場景和攝像機位置信息；（3）：對虛擬物體進行建模；（4）：虛實場景顯示。

其中,第(2)步中,計算機需要分析大量的攝像機跟蹤數(shù)據(jù)和真實場景信息，這樣才可以精確地計算出虛擬模型被安置在現(xiàn)實環(huán)境(真實場景)中的確切位置。進行這一步的基礎工作便是進行攝像機標定。我的工作AR系統(tǒng)的四個步驟：我的工作跟蹤注冊：（1）靜態(tài)注冊；（2）動態(tài)注冊。靜態(tài)注冊技術與動態(tài)注冊技術的區(qū)別在于攝像機是否相對于真實世界中物體運動。攝像機標定：獲取攝像機的位姿信息?；贠penCV的攝像機標定我的工作跟蹤注冊：（1）靜態(tài)注冊；（2）動態(tài)注冊。我的工作攝像機模型：線性模型（針孔模型）坐標系：世界坐標系、攝像機坐標系、圖像坐標系、像素坐標系基于OpenCV的攝像機標定攝像機模型：線性模型（針孔模型）基于OpenCV的攝像機標定基于棋盤格點的攝像機標定（張正友）：1、制作一張模板（棋盤格點）；2、從不同的角度拍攝若干張圖像；（實時）3、檢測圖像的特征點；4、求攝像機的內(nèi)參和外參；5、求出畸變系數(shù)。（6、顯示矯正后的圖像）基于OpenCV的攝像機標定基于棋盤格點的攝像機標定（張正友）：基于OpenCV的攝像機標定過程中的圖片基于OpenCV的攝像機標定標定過程中的圖片基于OpenCV的攝像機標定攝像機內(nèi)參(640*480)基于OpenCV的攝像機標定攝像機內(nèi)參基于OpenCV的攝像機標定攝像機畸變基于OpenCV的攝像機標定攝像機畸變基于OpenCV的攝像機標定實現(xiàn)了攝像機的標定工作，這是跟蹤注冊的基礎工作。對利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實中實時跟蹤注冊：通過改變參考光的入射角度實現(xiàn)多幅圖像的顯示?？偨Y一下實現(xiàn)了攝像機的標定工作，這是跟蹤注冊的基礎工作?？偨Y一下利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實課件北京理工大學利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實姓名：馬福強學號：2120140551北京理工大學利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)實關鍵技術及全息光學元件的使用原理全息術及全息光學元件的簡單介紹利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗總結我的工作利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成增強現(xiàn)實系統(tǒng)組成需要著重強調(diào)的是在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，虛擬物體與真實場景間的無縫融合是最為關鍵的，這個功能由跟蹤注冊算法實現(xiàn)，因此跟蹤注冊是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術之一。將融合后的綜合信息即經(jīng)過增強的現(xiàn)實場景顯示出來是由顯示系統(tǒng)實現(xiàn)的，因此顯示技術也是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術和基本技術之一。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術需要著重強調(diào)的是在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，虛擬物體與真實場景間的無縫

增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)主要使用透視式頭盔顯示器來實現(xiàn)虛擬物體與真實環(huán)境的混合顯示。而透視式頭盔顯示器主要有基于CCD攝像原理的視頻透視式頭盔顯示器和基于光學原理的光學透視式頭盔顯示器兩種形式。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)主要使用透關鍵詞：CCD攝像機、半反半透鏡視頻透視式和光學透視式頭盔顯示器關鍵詞：CCD攝像機、半反半透鏡視頻透視式和光學透視式頭盔顯這里利用全息光學元件實現(xiàn)3D全彩色增強現(xiàn)實實際上就是利用全息光學元件（HOE）代替光學透射式頭盔顯示器中的半反半透鏡，作為虛實圖像的合成器應用在增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的。全息光學元件的使用全息光學元件的使用關鍵詞：干涉、參考光、物光、振幅、位相全息術及全息光學元件的簡單介紹關鍵詞：干涉、參考光、物光、振幅、位相全息術及全息光學元件的全息光學元件是用全息的方法在記錄材料薄膜上記錄點光源的干涉條紋,再經(jīng)過處理制成光柵條紋結構的薄膜光學元件,可以完成反射鏡、透鏡等的功能，有時也稱為衍射光學元件。需要強調(diào)的是，衍射光學元件的衍射效率直接影響到衍射光學元件的成像質(zhì)量，因此衍射效率是評價衍射光學元件的重要指標之一。全息術及全息光學元件的簡單介紹全息光學元件是用全息的方法在記錄材料薄膜上記錄點光源的干涉條lens-arrayHOE體積全息、布拉格條件（透視式）利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗lens-arrayHOE利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實全息光學元件的記錄過程原理利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗全息光學元件的記錄過程原理利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗全息光學元件的記錄過程實驗圖全息光學元件的記錄過程實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗深度信息（+30,0,-30）、色彩信息（紅綠藍）1、沒有成像在焦平面上；2、受到字母形狀的調(diào)制；3、產(chǎn)生了干涉和衍射現(xiàn)象。利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗深度信息（+30,0,-30）、色彩信息（紅綠藍）利用全息光虛擬圖像再現(xiàn)實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗虛擬圖像再現(xiàn)實驗圖利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗實驗結果：五個角度，雙目3D顯示，布拉格條件利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗實驗結果：五個角度，雙目3D顯示，布拉格條件利用全息光學元件結論：利用全息光學元件記錄并再現(xiàn)出3D全彩色虛擬圖像而實現(xiàn)的增強現(xiàn)實系統(tǒng)通過上述實驗可以看出具有可行性。優(yōu)點：所使用的設備量比較少，造價比較低，對真實場景的亮度沒有明顯衰減問題：實時顯示，跟蹤注冊等利用全息光學元件實現(xiàn)的增強現(xiàn)實實驗結論：利用全息光學元件記錄并再現(xiàn)出3D全彩色虛擬圖像而實現(xiàn)的AR系統(tǒng)的四個步驟：（1）：獲取真實場景；（2）：分析真實場景和攝像機位置信息；（3）：對虛擬物體進行建模；（4）：虛實場景顯示。

其中,第(2)步中,計算機需要分析大量的攝像機跟蹤數(shù)據(jù)和真實場景信息，這樣才可以精確地計算出虛擬模型被安置在現(xiàn)實環(huán)境(真實場景)中的確切位置。進行這一步的基礎工作便是進行攝像機標定。我的工作AR系統(tǒng)的四個步驟：我的工作跟蹤注冊：（1）靜態(tài)注冊；（2）動態(tài)注冊。靜態(tài)注冊技術與動態(tài)注冊技術的區(qū)別在于攝像機是否相對于真實世界中物體運動。攝像機標定：獲取攝像機的位姿信息。基于OpenCV的攝像機標定我的工作跟蹤注冊：（1）靜態(tài)注冊；（2）動態(tài)注冊。我的工作攝像機模型：線性模型（針孔模型）坐標系：世界坐標系、攝像機坐標系、圖像坐標系、像素坐標系基于OpenCV的攝像機標定攝像機模型：線性模型（針孔模型）基于OpenCV的攝像機標定基于棋盤格點的攝像機標定（張正友）：1、制作一張模板（棋盤格點）；2、從不同的角度拍攝若干張圖像；（實時）3、檢測圖像的特征點；4、求攝像機的內(nèi)參和外參；5、求出畸變系數(shù)。（6、顯示矯正后的圖像）基于OpenCV的攝像機標定基于棋盤格點的攝像機標定（張正友）：基于OpenCV的攝像機標定過程中的圖片基于OpenCV的攝像機標定標定