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增強現實的工作原理是什么呢？通過將數字信息疊加在周圍環境，AR能夠將現實世界與數字世界融為一體。從圖像到視頻，再到3D模型，這可以是任何種類的數據。與虛擬現實的完全沉浸相比，AR用戶仍然可以感受由計算力視覺增強的現實世界。
增強用戶周圍的現實是AR的主要的和唯一的目標。要實現這一點，解決方案有很多。但遺憾的是，不存在將計算機視覺帶到真實世界的理想方法。相關的技術可以分為幾種類型，而每種類型的增強現實都存在自己的要求，優點和缺點。
1.不同的AR解決方案
1.1SLAM
即時定位與地圖構建（SLAM）是增強現實技術中最先進的技術之一。通過處理一系列復雜的算法和管理傳感器數據，SLAM可以映射未知的環境，并且同時確定自己的定位。
SLAM的概念誕生于上世紀80年代，但我們在近幾年才真正開始實現這種技術。兩個主要的原因是：
仍然需要預先存在的環境映射來正確定位。
對設備硬件的要求相當高，所以在以往十分難以實現。
大多數開發商都認為，SLAM將成為自動駕駛的關鍵驅動力，無人駕駛飛機、自動駕駛汽車、甚至機器人都將使用SLAM技術。
1.2基于標記的AR
基于標記的解決方案（也被稱為“圖像識別”）是全世界最流行的方法之一。基于標記的追蹤需要攝像頭和特殊的觸發標記，而AR標記可以是從二維碼到印刷圖像的任何一切。另外，觸發標記可以集成至任何真實世界的對象中。由于設備與用戶可以輕松識別二維碼，所以這成為了流行的解決方案。
當應用程序識別標記后，系統將恢復與之相關的特殊數字內容。在這種情況下，系統將計算AR內容和標記的位置。所以，標記的位置變化同樣會影響AR內容的位置。另外，一些AR模型是專門設計成完全覆蓋它們的標記。
基于疊加的方法是某種升級版技術。對于這種場景，一個增強版本的對象將取代真實的對象。這意味著雜志中的圖像可能會變成3D模型或AR視頻。另外，設備的識別能力將發揮主導作用。
1.3基于地理位置的AR
這種技術主要使用GPS數據，集成指南針，陀螺儀和加速度計來提供有關對象當前位置的信息，而這些數據將決定你在身邊所找到和體驗的AR內容。
在這種情況下，增強現實內容應該包含附加的數據（如GPS數據），因此大部分內容都與真實場所相關聯。基于無標記方法的應用包括：
線下事件和信息。
商業和廣告彈出窗口。
導航支持。
1.4基于投影的AR
這種方法主要是基于投射人造光，并且感知其變化。它允許用戶與投影燈進行交互，從而與應用程序進行交互。由于可以感測真實表面上已知的（或預期的）光反射差異，基于投影的方法是一種行得通的解決方案。因此，特殊的變化可以觸發應用程序對其作出反應。
基于投影的逆向方法就是科幻作品中常見的全息圖。對于全息圖，其主要是通過等離子體激光功能將三維交互模型直接投影至現實世界之中。
1.5增強現實設備
大部分現代設備都能支持增強現實。這可以包括普通的智能手機，平板電腦，以及專用設備。谷歌眼鏡和平視顯示器等工具可以增強用戶眼前的現實。另外，手持設備則可以通過攝像頭來增強我們的現實，然后通過顯示屏向用戶展示結果。
隨著時間的推移，AR技術將會不斷發展。這些進步會對AR技術的不同方面產生影響，特別是它們的功能和硬件要求。這將能帶來更靈活的實現載體，比如隱形眼鏡，甚至是視網膜顯示器。
2.硬件要求
與其他任何技術一樣，增強現實對硬件或設備也提出了自己的要求。其中一些是：
2.1傳感器與攝像頭
傳感器主要用于采集有關用戶在現實世界中的行為信息，并將其解讀為數據。另一方面，攝像頭則用于采集有關用戶周圍的數據。通過處理和解讀這兩個數據流，系統能夠為用戶提供自然的增強現實體驗。
2.2處理器
無論是什么設備，它都應該包含足夠的資源來處理和解讀信息。而且，它應該可以訪問來自以下方面的數據：
加速度計
陀螺儀
指南針
GPS
Wi-Fi連網（可選）
為了管理每一個數據位，設備應該有足夠的CPU，GPU，RAM和閃存。
2.3顯示
為了向用戶提供最好的增強現實，設備應該擁有足夠的顯示能力。首先，它需要向用戶呈現AR內容。
顯示：提供真實世界和數字模型的融合影像。
投影：提供呈現在任何真實世界表面上的AR內容，無需呈現在顯示器中。
反射：反射鏡是投影系統中的關鍵，其可以從人造光束中產生全息圖。
3.適用于增強現實的移動設備
智能手機和平板電腦等現代移動設備都需要使用硬件，傳感器，顯示器和處理器。與此同時，今天大多數人已經擁有了這樣的日常設備。對于移動AR，其發展的主要優勢在于：擁有廣闊的潛在用戶群。
另外，用戶已經十分熟悉通過移動應用來實現不同的目的。我們用移動設備來消磨時間，用移動設備輔助業務分析，日常活動，興趣愛好，甚至是體育運動。所以，移動AR開發者的主要任務就是開發出可以滿足受眾需求的AR產品。
最后，為移動設備開發AR應用的成本通常比為特定AR設備開發應用更低。
4.特殊的增強現實設備
這個類別包括所有專門為用戶提供增強現實的設備。當然，它們彼此之間不盡相同，有著各種寬泛的功能選項，但所有這一切都只是用于支持AR技術的額外功能，或者只是為了簡化用戶體驗。
4.1平視顯示器
平視顯示器（HUD）可以直接在用戶視場中提供視覺數據。平視顯示器最初是為軍隊飛行員而設計和制造，但隨著時間的推移，民用領域發現了平視顯示器的應用。除傳統軍事領域外，這種設備還用于民用航空，汽車，以及工業和體育領域。
從過去到現在，標準的平視顯示器技術堆疊主要包括三個主要部分：
投影儀單元：負責在顯示器上投影圖像。
合成器：這是用于捕捉投影儀單元的光線，并允許用戶看到AR圖像的玻璃。
視頻生成計算機：包括處理和生成數據所需的全部硬件。
4.2增強現實眼鏡（或者說智能眼鏡）
自著名的谷歌眼鏡亮相以來，市場上出現了一系列旨在實現眼鏡式AR頭顯的項目和初創公司。
Meta專注于谷歌眼鏡所不能實現的方面。他們的設備能夠將AR內容疊加在用戶周圍的環境中。另外，其允許用戶通過雙手操作AR內容。
SeeThru是第一批真正實現無線AR的眼戴設備。然而，它們不采集用戶周圍環境的信息，它們的內容依賴于GPS數據，以及自己對相關位置所采集的數據。
Icis的增強現實眼鏡看起來像是傳統的眼鏡產品，而且它們包含支持AR功能所需的一切。
4.3增強現實隱形眼鏡（或者說智能隱形眼鏡）
我們正朝著科幻作品所描述的未來前進。三星和索尼都宣布他們正在研發支持AR的隱形眼鏡。
三星將這種隱形眼鏡作為智能手機的配件。它可以通過大量的攝像頭，傳感器和發射器來將額外的數字信息疊加在真實環境之中。
索尼很少討論增強現實，但他們將隱形眼鏡設計成獨立設備，并為其配備了自己的功能套件。不僅只是支持AR，索尼的設備同時能夠拍照，捕捉視頻，甚至是存儲數據。
4.4虛擬視網膜顯示器
虛擬視網膜顯示器（VRD）主要是通過將低功率激光直接投射到用戶的視網膜上來創建圖像。這可以創建出明亮，高對比度和高分辨率的圖像。與其他增強現實設備不同，虛擬視網膜顯示器不需要任何透明元素或顯示器。
5.總結
盡管增強現實技術在早已出現，但直到現在才得以大力發展。任何科技巨頭都不會忽視AR的發展趨勢，他們希望能夠成為這場革命的一部分。谷歌，Facebook，蘋果，索尼和三星至今已向AR領域投入了數十億美元。
但對于大多數AR開發者來說，除了專用AR設備之外，移動AR是一個不容忽視的市場。這主要是因為如下優勢：
世界上大部分地區已經出現了兼容移動AR的智能手機和平板電腦。
在短期內，大多數人都不會購買智能眼鏡和智能隱形眼鏡等AR設備。
為移動AR開發應用的成本比專用AR設備要低，而且更快，更簡單。
在日常應用中，人們更傾向于使用移動設備而非智能眼鏡，因為這種設備尚未準備好進入主流市場。
但隨著時間的流逝，一切都可能發生改變。但可以肯定的是，AR一定能夠在未來的日常生活中找到一席之地。
責任編輯人：CC
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