AR ，是Augmented Reality（ 增強現(xiàn)實技術(shù) ）的縮寫。
定義：AR（ 增強現(xiàn)實 ）也被稱為擴增現(xiàn)實，是促使真實世界信息和虛擬世界信息內(nèi)容之間綜合在一起的較新的技術(shù)內(nèi)容，其將原本在現(xiàn)實世界的空間范圍中比較難以進行體驗的實體信息在電腦等科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，實施模擬仿真處理，疊加將虛擬信息內(nèi)容在真實世界中加以有效應(yīng)用，并且在這一過程中能夠被人類感官所感知，從而實現(xiàn)超越現(xiàn)實的感官體驗。
原理：AR的三大技術(shù)要點：三維注冊（跟蹤注冊技術(shù)）、虛擬現(xiàn)實融合顯示、人機交互。其流程是首先通過攝像頭和傳感器將真實場景進行數(shù)據(jù)采集，并傳入處理器對其進行分析和重構(gòu)，再通過AR頭顯或智能移動設(shè)備上的攝像頭、陀螺儀、傳感器等配件實時更新用戶在現(xiàn)實環(huán)境中的空間位置變化數(shù)據(jù)，從而得出虛擬場景和真實場景的相對位置，實現(xiàn)坐標系的對齊并進行虛擬場景與現(xiàn)實場景的融合計算，最后將其合成影像呈現(xiàn)給用戶。用戶可通過AR頭顯或智能移動設(shè)備上的交互配件，如話筒、眼動追蹤器、紅外感應(yīng)器、攝像頭、傳感器等設(shè)備采集控制信號，并進行相應(yīng)的人機交互及信息更新，實現(xiàn)增強現(xiàn)實的交互操作。其中，三維注冊是AR技術(shù)之核心，即以現(xiàn)實場景中二維或三維物體為標識物，將虛擬信息與現(xiàn)實場景信息進行對位匹配，即虛擬物體的位置、大小、運動路徑等與現(xiàn)實環(huán)境必須完美匹配，達到虛實相生的地步。
系統(tǒng)組成：
增強現(xiàn)實系統(tǒng)在功能上主要包括四個關(guān)鍵部分，其中，圖像采集處理模塊是采集真實環(huán)境的視頻，然后對圖像進行預(yù)處理;而注冊跟蹤定位系統(tǒng)是對現(xiàn)實場景中的目標進行跟蹤，根據(jù)目標的位置變化來實時求取相機的位姿變化，從而為將虛擬物體按照正確的空間透視關(guān)系疊加到真實場景中提供保障;虛擬信息渲染系統(tǒng)是在清楚虛擬物體在真實環(huán)境中的正確放置位置后，對虛擬信息進行渲染；虛實融合顯示系統(tǒng)是將渲染后的虛擬信息疊加到真實環(huán)境中再進行顯示。
一個完整的增強現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)是由一組緊密聯(lián)結(jié)、實時工作的硬件部件與相關(guān)軟件系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)的，有以下三種常用的組成形式。
（1）基于計算機顯示器
在基于計算機顯示器的增強現(xiàn)實（AR）實現(xiàn)方案中，攝像機攝取的真實世界圖像輸入到計算機中，與計算機圖形系統(tǒng)產(chǎn)生的虛擬景象合成，并輸出到計算機屏幕顯示器。用戶從屏幕上看到最終的增強場景圖片。這種實現(xiàn)方案簡單。
（2）視頻透視式
視頻透視式增強現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)采用的基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD（Video See-through HMD）。
（3）光學(xué)透視式
頭盔式顯示器（Head-mounted displays，簡稱HMD）被廣泛應(yīng)用于增強現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)中，用以增強用戶的視覺沉浸感。根據(jù)具體實現(xiàn)原理又可以劃分為兩大類，分別是基于光學(xué)原理的穿透式HMD（Optical See-through HMD）和基于視頻合成技術(shù)的穿透式HMD（Video See-throughHMD）。
光學(xué)透視式增強現(xiàn)實（AR）系統(tǒng)具有簡單、分辨率高、沒有視覺偏差等優(yōu)點，但它同時也存在著定位精度要求高、延遲匹配難、視野相對較窄和價格高等問題。
關(guān)鍵技術(shù)：
1、跟蹤注冊技術(shù)
為了實現(xiàn)虛擬信息和真實場景的無縫疊加，這就要求虛擬信息與真實環(huán)境在三維空間位置中進行配準注冊。這包括使用者的空間定位跟蹤和虛擬物體在真實空間中的定位兩個方面的內(nèi)容。而移動設(shè)備攝像頭與虛擬信息的位置需要相對應(yīng)，這就需要通過跟蹤技術(shù)來實現(xiàn)。跟蹤注冊技術(shù)首先檢測需要‘增強"的物體特征點以及輪廓，跟蹤物體特征點自動生成二維或三維坐標信息。跟蹤注冊技術(shù)的好壞直接決定著增強現(xiàn)實系統(tǒng)的成功與否,常用的跟蹤注冊方法有基于跟蹤器的注冊、基于機器視覺跟蹤注冊、基于無線網(wǎng)絡(luò)的混合跟蹤注冊技術(shù)四種。
2、顯示技術(shù)
增強現(xiàn)實技術(shù)顯示系統(tǒng)是比較重要的內(nèi)容，為了能夠得到較為真實的虛擬相結(jié)合的系統(tǒng)，使得實際應(yīng)用便利程度不斷提升，使用色彩較為豐富的顯示器是其重要基礎(chǔ)，在這一基礎(chǔ)上，顯示器包含頭盔顯示器和非頭盔顯示設(shè)備等相關(guān)內(nèi)容，透視式頭盔能夠為用戶提供相關(guān)的逆序融合在一起的情境，這些系統(tǒng)在具體操作過程中，操作的原理和虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域中的沉浸式頭盔等內(nèi)容之間相似程度比較高級。其和使用者交互的接口及圖像等綜合在一起，使用更加真實有效的環(huán)境對其實施應(yīng)用微型攝像機的形式，拍攝外部環(huán)境圖像，使計算機圖像在得到有效處理的時候，可以和虛擬以及真實環(huán)境融合在一起，并且兩者之間的圖像也能夠得以疊加。光學(xué)透視頭盔顯示器可以在這一基礎(chǔ)上利用安裝在用戶眼前的半透半反光學(xué)合成器，充分和真實環(huán)境綜合在一起，真實的場景可以在半透鏡的基礎(chǔ)上，為用戶提供支持，并且滿足用戶的相關(guān)操作需要。
3、虛擬物體生成技術(shù)
增強現(xiàn)實技術(shù)在應(yīng)用的時候，其目標是使得虛擬世界的相關(guān)內(nèi)容，在真實世界中得到疊加處理，有效在算法程序的應(yīng)用基礎(chǔ)上，促使物體動感操作有效實現(xiàn)。當前虛擬物體的生成是在三維建模技術(shù)的基礎(chǔ)上得以實現(xiàn)的，能夠充分體現(xiàn)出虛擬物體的真實感，在對增強現(xiàn)實動感模型研發(fā)的過程中，需要能夠全方位和集體化對物體對象展示出來。虛擬物體生成的過程中，自然交互是其中比較重要的技術(shù)內(nèi)容，在具體實施的時候，對現(xiàn)實技術(shù)的有效實施有效輔助，使信息注冊更好的實現(xiàn)，利用圖像標記實時監(jiān)控外部輸入信息內(nèi)容，使得增強現(xiàn)實信息的操作效率能夠提升，并且用戶在信息處理的時候，可以有效實現(xiàn)信息內(nèi)容的加工，提取其中有用的信息內(nèi)容。
4、交互技術(shù)
與在現(xiàn)實生活中不同，增強現(xiàn)實是將虛擬事物在現(xiàn)實中的呈現(xiàn)，而交互就是幫助虛擬事物在現(xiàn)實中更好的呈現(xiàn)做準備，因此想要等到更好的AR體驗，交互就是其中的重中之重。
AR設(shè)備的交互方式主要分為以下三種：
（1）現(xiàn)實世界中的點位選取來進行交互是最為常見的一種交互方式，例如最近流行的AR賀卡和畢業(yè)相冊就是通過圖片位置來進行交互的。
（2）將空間中的一個或多個事物的特定姿勢或者狀態(tài)加以判斷，這些姿勢都對應(yīng)著不同的命令。使用者可以任意改變和使用命令來進行交互，比如用不同的手勢表示不同的指令。
（3）使用特制工具進行交互。比如谷歌地球，它就是利用類似于鼠標一樣的東西來進行一系列的操作，從而滿足用戶對于AR互動的要求。
5、合并技術(shù)
增強現(xiàn)實的目標是將虛擬信息與輸入的現(xiàn)實場景無縫結(jié)合在一起，為了增加AR使用者的現(xiàn)實體驗，要求AR具有很強真實感，為了達到這個目標不單單只考慮虛擬事物的定位，還需要考慮虛擬事物與真實事物之間的遮擋關(guān)系以及具備四個條件：幾何一致、模型真實、光照一致和色調(diào)一致，這四者缺一不可，任何一種的缺失都會導(dǎo)致AR效果的不穩(wěn)定，從而嚴重影響AR的體驗。
