本文目录导读：
增强现实（AR）技术是一种将计算机生成的虚拟信息叠加到真实世界的技术，它通过在用户的视角中融入虚拟元素，使现实世界与数字世界相互交融，从而创造出独特的视觉和交互体验，这种技术利用摄像头、传感器和其他设备实时捕捉用户周围的环境，并通过显示屏或透明眼镜等显示设备，将虚拟信息无缝地融合到真实世界中。
增强现实的起源与发展
- 起源：增强现实的概念最早可以追溯到20世纪60年代，当时计算机图形学之父Ivan Sutherland提出了终极显示器的设想，设计实现了第一个头戴式增强现实显示器达摩克利斯之剑，由于当时技术限制，该设备非常笨重，需要悬挂在房顶上使用。
- 发展：随着时间的推移，增强现实技术逐渐发展并脱去了虚拟现实的外衣，成为一个独立的研究领域，特别是进入21世纪初期，智能手机的兴起为增强现实提供了天然的开发载体，视频式的增强现实迅速发展起来，得益于ARToolKit和Vuforia等基于图像的跟踪定位工具的相继推出，使用智能手机和平板电脑作为平台的增强现实应用已经变得非常普遍。
增强现实的关键技术
AR技术的核心在于如何实现虚拟信息与现实世界的完美融合，这涉及到多个关键技术领域。
- 三维注册技术：这是解决如何将虚拟场景与现实场景联系起来的关键技术，三维注册技术将虚拟场景绑定到现实场景的坐标系中，随着用户的移动和视角的变化，计算出虚拟场景在该视角下的投影信息，融合到真实场景的影像上，保证了虚拟场景与现实场景共享同一空间，当二者相对静止时，虚拟场景和真实场景的位置关系和尺度关系随着相机的位姿变化保持一致；当二者相对运动时，需要借助三维注册技术精确求解出三维运动场景的几何信息和相机的运动轨迹，由于人眼对画面的感知非常敏感，如果三维注册结果不够准确，会导致呈现给用户的画面产生抖动和场景的漂移，严重影响用户的沉浸感体验。
- 真实感绘制：在三维注册技术的基础上，还需要将虚拟景物或信息进行视觉呈现与融合，增强现实系统中，一般有两类视觉融合呈现方式，一类将文字数字或其他信息以恰当的可视化方式叠加在现实景物上，实现知识的主动推送和高效呈现；另一类强调虚拟景物在现实环境中的真实存在感，通过在统一的光照条件下，绘制出逼真的虚拟景物，一般采用全局光照明模型使得高保真模拟光在虚拟环境中传递，该种方式相对耗时，随着CPU和GPU性能不断提升，借助一些采样逼近和与计算方法，虚拟场景或景物的实时全局光照明绘制逐渐成为可能。
- 人机交互：人机交互的目标是以用户为中心，利用各种设备或界面，与虚拟或现实的目标进行互动，通过信息交换完成确定的交互任务，增强现实系统允许用户在虚实融合的三维空间种进行交互，并通过连接其他设备对虚拟对象进行操作，因此交互系统的涉及应避免在信息注册或呈现过程中产生混淆，以提升用户的互动体验，由于在增强现实的交互中，没有单一