多媒体技术与虚拟现实中的高效显示技术

增强现实的目的就是通过虚拟增强信息与真实场景的融合，使用户获得丰富的信息和感知体验。虚实融合后的效果要想逼真地展示出来，必须要有高效率的显示技术和显示设备。目前，增强现实的显示技术分为以下几类:头盔显示器显示技术、手持显示器显示技术和投影显示器显示技术。其中，应用比较广泛的是头盔显示器显示技术。

1.头盔显示器

增强现实采用的是透视式头盔显示器，透视式头盔显示器分两种:视频透视式(Video See Through，VST)显示器和光学透视式(Optical See Through，OST)显示器。

视频透视式头盔显示器显示技术的实现原理是:通过一对安装在用户头部的摄像机摄取外部真实场景的视频图像，并将该视频图像和计算机生成的虚拟场景叠加在视频信号上，从而实现虚实场景的融合，最后通过显示系统将虚实融合后的场景呈现给用户。视频透视式显示器具有景象合成灵活、视野较宽、注册误差小、注册精度高等优点。

在视频透视式头盔显示器中，由于人眼的视点与摄像机在物理上不可能完全一致，可能导致用户看到的景象与实际的真实景象之间存在误差。

光学透视式头盔显示器通过安装在眼前的一对光学融合器完成虚实场景的融合，再将融合后的场景呈现给用户。光学融合器是部分透明的，用户透过它可以直接看到真实的环境；光学融合器又是部分反射的，用户可以看到从头戴监视器反射到融合器上产生的虚拟图像。

光学透视式显示技术的缺点是虚拟融合的真实感较差。因为光学融合器既允许真实环境中的光线通过，又允许虚拟环境中的光线通过，因此计算机生成的虚拟物体不能够完全遮住真实场景中的物体。但是，它具有结构简单、价格低廉、安全性好、分辨率高以及不需要视觉偏差补偿等优点。

2.手持式显示器(www.xing528.com)

手持式显示器是一种平面LCD显示器。它的最大特点是便于携带。其应用不需要额外的设备和应用程序，因此被社会广泛接受，常用于广告、教育和培训等方面。

目前，常用的手持式显示器设备包括智能手机、平板电脑等移动设备。手持式显示器克服了透视式头盔显示器的缺点，避免了用户佩戴头盔带来的不适感，但是它带来的沉浸感也较差。

AR在手持设备中的应用主要有两类:

(1)定位服务(Location-Based Services，LBS)应用，如全球第一款AR技术实现的手机浏览器Layar Reality Browser(AR实景浏览器)，当用户将其对准某个方向时，软件会根据GPS、电子罗盘的定位等信息，显示给用户面前环境的详细信息，并且还可以看到周边房屋出租、酒店及餐馆的折扣信息等。目前，该应用已在全球各地的Android手机上使用。

(2)与各种识别技术相关的应用，如TAT Augmented ID就是应用人脸识别技术来确认镜头前人的具体身份，然后通过互联网获得更多该人的信息。

3.投影式显示

投影式显示技术是将由计算机生成的虚拟信息直接投影到真实场景上进行增强。基于投影显示器的增强现实系统，可以借助于投影仪等硬件设备完成虚拟场景的融合，也可以采用图像折射原理，使用某些特点的光学设备实现虚实场景的融合。如日本中央大学研究出的PARTNER增强现实系统，可以用于人员训练，并且使一个没有受过训练的试验人员通过系统的提示，成功拆卸了一台便携式投影仪。