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北京理工大学利用全息光学元件实现3D全彩色增强现实姓名：马福强学号：2120140551利用全息光学元件实现3D全彩色增强现实增强现实系统组成增强现实关键技术及全息光学元件的使用原理全息术及全息光学元件的简单介绍利用全息光学元件实现的增强现实实验总结我的工作增强现实系统组成•需要着重强调的是在增强现实系统中，虚拟物体与真实场景间的无缝融合是最为关键的，这个功能由跟踪注册算法实现，因此跟踪注册是增强现实系统的关键技术之一。•将融合后的综合信息即经过增强的现实场景显示出来是由显示系统实现的，因此显示技术也是增强现实系统的关键技术和基本技术之一。增强现实系统的关键技术增强现实系统中的显示系统主要使用透视式头盔显示器来实现虚拟物体与真实环境的混合显示。而透视式头盔显示器主要有基于CCD摄像原理的视频透视式头盔显示器和基于光学原理的光学透视式头盔显示器两种形式。增强现实系统的关键技术•关键词：CCD摄像机、半反半透镜视频透视式和光学透视式头盔显示器这里利用全息光学元件实现3D全彩色增强现实实际上就是利用全息光学元件（HOE）代替光学透射式头盔显示器中的半反半透镜，作为虚实图像的合成器应用在增强现实系统中的。全息光学元件的使用•关键词：干涉、参考光、物光、振幅、位相全息术及全息光学元件的简单介绍•全息光学元件是用全息的方法在记录材料薄膜上记录点光源的干涉条纹,再经过处理制成光栅条纹结构的薄膜光学元件,可以完成反射镜、透镜等的功能，有时也称为衍射光学元件。•需要强调的是，衍射光学元件的衍射效率直接影响到衍射光学元件的成像质量，因此衍射效率是评价衍射光学元件的重要指标之一。全息术及全息光学元件的简单介绍•lens-arrayHOE•体积全息、布拉格条件（透视式）利用全息光学元件实现的增强现实实验•全息光学元件的记录过程原理利用全息光学元件实现的增强现实实验•全息光学元件的记录过程实验图利用全息光学元件实现的增强现实实验DE100TR•深度信息（+30,0,-30）、色彩信息（红绿蓝）•1、没有成像在焦平面上；•2、受到字母形状的调制；•3、产生了干涉和衍射现象。利用全息光学元件实现的增强现实实验•虚拟图像再现实验图利用全息光学元件实现的增强现实实验•实验结果：五个角度，双目3D显示，布拉格条件利用全息光学元件实现的增强现实实验•结论：利用全息光学元件记录并再现出3D全彩色虚拟图像而实现的增强现实系统通过上述实验可以看出具有可行性。•优点：所使用的设备量比较少，造价比较低，对真实场景的亮度没有明显衰减•问题：实时显示，跟踪注册等利用全息光学元件实现的增强现实实验•AR系统的四个步骤：•（1）：获取真实场景；•（2）：分析真实场景和摄像机位置信息；•（3）：对虚拟物体进行建模；•（4）：虚实场景显示。其中,第(2)步中,计算机需要分析大量的摄像机跟踪数据和真实场景信息，这样才可以精确地计算出虚拟模型被安置在现实环境(真实场景)中的确切位置。进行这一步的基础工作便是进行摄像机标定。我的工作•跟踪注册：（1）静态注册；（2）动态注册。•静态注册技术与动态注册技术的区别在于摄像机是否相对于真实世界中物体运动。•摄像机标定：获取摄像机的位姿信息。•基于OpenCV的摄像机标定我的工作•摄像机模型：线性模型（针孔模型）•坐标系：世界坐标系、摄像机坐标系、图像坐标系、像素坐标系基于OpenCV的摄像机标定基于棋盘格点的摄像机标定（张正友）：1、制作一张模板（棋盘格点）；2、从不同的角度拍摄若干张图像；（实时）3、检测图像的特征点；4、求摄像机的内参和外参；5、求出畸变系数。（6、显示矫正后的图像）基于OpenCV的摄像机标定•标定过程中的图片基于OpenCV的摄像机标定•摄像机内参(640*480)基于OpenCV的摄像机标定•摄像机畸变基于OpenCV的摄像机标定•实现了摄像机的标定工作，这是跟踪注册的基础工作。•对利用全息光学元件实现3D全彩色增强现实中实时跟踪注册：通过改变参考光的入射角度实现多幅图像的显示。总结一下