摘要：空间增强现实是增强现实的三大形式之一,它利用投影等方式在物理空间中增强显示虚拟内容.在空间增强现实系统中,用户可以在物理空间与虚拟内容交互,具有良好的环境感知、空间感知与协同感知,交互任务执行过程中认知负荷低.首先以空间增强现实显示方式为例,通过其系统架构介绍空间增强现实的技术原理;然后将空间增强现实中的人机交互技术分类为基于触控的交互、基于手势或姿势的交互、基于控制器的交互、手持投影仪交互、实物交互及多模态交互并进行分析,对相关技术在三维配准、虚实融合等方面带来的挑战进行阐述;同时总结了空间增强现实在运动锻炼、医疗辅助、教育娱乐、艺术等领域的应用状况;最后对空间增强现实中的交互技术发展趋势进行了展望,指出未来要克服现有技术在稳定性、准确性和实时性上存在的缺陷,在交互方式更自然、交互遮挡处理方法更智能、系统使用场景更广泛、与社会文化和心理现象研究相结合以及新型成像方式等方面得到突破和发展.

摘要：在支持实物交互的空间增强现实系统中,交互会引起实物对象方向、位置的快速改变.为了确保实物移动过程中的虚实配准实时性和精确性,提出一种面向实物交互的空间增强现实数字孪生法配准技术.通过在数字空间建立与物理空间一致的对象数字模型,实时捕获物理空间中对象的方向、位置信息,利用该信息实时调整数字空间中的虚拟对象方向、位置参数;离线标定投影机的内外部参数,同时在数字空间中建立与物理空间中投影机内外部参数一致的虚拟相机,将实时渲染生成的数字图像输出至投影画面,从而实现虚实图像的精确配准.使用搭建的投影式交互桌面开展中学物理认识磁感线实验,交互过程中磁铁、指南针的检测与配准结果表明,该技术具有很好的配准实时性和精度,能够满足空间增强现实系统中的实物交互需求.

摘要：增强现实(AR)是现代工程训练从传统方式转向智能化交互方式的关键技术之一。然而,目前尚不清楚用何种方式在工程训练场景中实现这些设想。文章基于空间增强现实技术(SAR),设计了一个旨在用于现代工程训练教育的增强现实工作站系统原型。本设计对比评估了空间增强现实技术与传统纸质技术手册在传达技术信息的效率,分析发现SAR对于困难的任务比简单的任务更有效,并且SAR的主要优势是降低错误率且缩短训练时间。本设计可以成为现代新工科工程训练的有效解决方案。

摘要：针对投影图像与投影板运动之间不匹配的问题,研究了基于机器人运动控制的空间增强现实方法。首先,建立机器人和投影板的几何模型,并使投影板几何模型能在机器人模型末端的牵引下运动。其次,应用逆向运动学技术,根据设计的投影板运动轨迹计算机器人关节的运动轨迹,提出一种机器人同步控制方法,使投影板在机器人牵引下的运动轨迹与设计的运动轨迹一致。最后,根据投影板的运动轨迹设计图像内容,并用投影仪将图像投射到运动的投影板上。在由两台机器人、两块投影板和一台投影仪组成的系统上进行了实验,实验结果表明,提出的方法能根据设计的投影板运动轨迹精确地控制投影板的运动,且投影图像与投影板运动之间的匹配程度很好。

摘要：为扩展增强现实中标识物识别的距离,利用Open CV,Open GL以及Kinect API,构建基于深度传感器的远距离跟踪注册技术,开发了基于PC平台的远距离增强现实系统。Kinect结合摄像头构成追踪系统,改进了一般摄像头在远距离识别所存在的不足,实现了人机交互的增强现实。通过对姿态标定模块、无标记虚实注册模块、自然交互模块等主要功能模块实现的描述。实验验证了该系统的实时性、稳定性和有效性,同时该系统为增强现实无法远距离识别的问题提供了一种解决方案。

摘要：随着现代信息日益便捷化,文化艺术之间频繁交流、渗透与兼容,艺术与科学的融合,造就了当前公共空间新媒体艺术的创新格局,3D投影技术在此背景下诞生并迅速成长起来。3D投影属于空间增强现实(SAR)的一种,是基于投影仪实现空间增强的技术手段,艺术家运用这种技术方式所创作的3D投影为观众提供裸眼感知虚拟与现实世界的方式,避免了基于VR设备所带来的眩晕感。本文通过研究公共空间中3D投影的应用和创新趋向,以期为现代公共空间构建多元的艺术栖居环境,拉近艺术与生活之间的距离,创作出更多富有想象力的作品,传递信息,并创造出新的价值。方法是通过梳理3D投影的发展历程,分析当下3D投影的创作理念,以及室外、室内公共空间和网络公共空间中3D投影的具体应用,结合新媒体艺术的创作规律,探讨未来艺术、科技、文化、商业的融合创新趋势。