發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 18:05

　　 智能移動(dòng)終端性能的提升和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了移動(dòng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展�；�于移動(dòng)終端Native能力的AR應(yīng)用也在不斷增多,但是基于移動(dòng)終端Native能力的AR應(yīng)用具有封閉性、跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。與基于移動(dòng)終端Native能力的AR應(yīng)用相比,基于移動(dòng)瀏覽器的Web AR應(yīng)用則具有輕量級(jí)、跨平臺(tái)、易傳播等優(yōu)點(diǎn)。但是,基于移動(dòng)瀏覽器的Web AR應(yīng)用在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),也存在著一些問(wèn)題。首先,由于通用瀏覽器處理能力較差,無(wú)法完成復(fù)雜的AR算法的計(jì)算,如設(shè)備追蹤、平面識(shí)別等,限制了現(xiàn)有的Web AR應(yīng)用的呈現(xiàn)效果。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本論文提出基于Native的AR算法實(shí)現(xiàn)機(jī)制。其次,受限于JavaScript的計(jì)算能力,當(dāng)虛擬物體的3D模型較精細(xì)或動(dòng)畫較復(fù)雜時(shí),會(huì)出現(xiàn)卡頓、現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界不同步、甚至無(wú)法渲染的現(xiàn)象;同時(shí),現(xiàn)有在Web AR應(yīng)用中使用WebRTC獲取現(xiàn)實(shí)世界圖像的方式處理復(fù)雜,現(xiàn)實(shí)世界圖像獲取幀率較低。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,本論文提出Native和Web相互協(xié)同的Web AR渲染機(jī)制。最后,結(jié)合提出的AR算法實(shí)現(xiàn)機(jī)制和Web AR渲染機(jī)制,本論文完成了Native與Web協(xié)同的AR瀏覽器的開(kāi)發(fā)。Native與Web協(xié)同的AR瀏覽器利用應(yīng)用Native的能力完成AR算法的計(jì)算,使用Native的能力和Web的能力協(xié)同完成Web AR應(yīng)用的渲染。同時(shí)為了便于開(kāi)發(fā)者編寫Web AR應(yīng)用,將Web應(yīng)用中可以調(diào)用的Native能力封裝為JavaScript庫(kù)。為了驗(yàn)證上述工作的有效性,論文對(duì)實(shí)現(xiàn)Native與Web協(xié)同的AR瀏覽器的功能和性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Native與Web協(xié)同的AR瀏覽器可以使用應(yīng)用Native的能力與Web的能力協(xié)同運(yùn)行一個(gè)Web AR應(yīng)用,且基于Native與Web協(xié)同的AR瀏覽器的Web AR應(yīng)用相比基于通用瀏覽器的Web AR應(yīng)用在性能方面有較大提升。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.9;TP393.092
【部分圖文】：

將虛擬世界圖像顯示在設(shè)備屏幕中的正確位置［１４］。??三維注冊(cè)技術(shù)性能通常從實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和魯棒性等三個(gè)方面進(jìn)行判斷。??如圖２－１所示，現(xiàn)有基于移動(dòng)終端的ＡＲ應(yīng)用的注冊(cè)方法主要是下面三種方??法：基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的注冊(cè)方法、基于硬件傳感器的注冊(cè)方法以及將前面兩者結(jié)??合其起來(lái)的混合注冊(cè)方法。??三維注冊(cè)技術(shù)??丄?Ｉ?｜?１??基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)?混合注冊(cè)?基于硬件傳感器??ｉ?ｉ?，??甚干??傳統(tǒng)?加速?方向?磁場(chǎng)??基于?Ｋ?度傳傳感１＾傳感??標(biāo)志?＾?感器?器＆器??點(diǎn)??圖２－１基于移動(dòng)終端的三維注冊(cè)技術(shù)分類??５??

階段運(yùn)行的性能。??２．２．２幾何階段??此階段主要負(fù)責(zé)多邊形操作和頂點(diǎn)操作。如圖２－３所示，幾何階段又可分為??模型視圖變換階段（Ｍｏｄｅｌ?＆?Ｖｉｅｗ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、頂點(diǎn)著色階段（Ｖｅｒｔｅｘ?Ｓｈａｄｉｎｇ）、??投影階段（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、裁剪階段（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）及屏幕映射階段（Ｓｃｒｅｅｎ?Ｍａｐｐｉｎｇ）。??幾何階段執(zhí)行的任務(wù)計(jì)算量通常很高，假設(shè)程序中只有一個(gè)光源的，那么圖像中??的每個(gè)頂點(diǎn)大約需要經(jīng)歷１００次左右的浮點(diǎn)運(yùn)算操作。??模型視圖變換階段??．?？」??頂點(diǎn)著色階段??￣￣?＾?￣??投影階段??裁剪階段??屏幕映射階段??圖２－３幾何階段功能細(xì)分??８??

幾何階段??光棚化階段??圖２－２圖像渲染管線步驟??２．２．１應(yīng)用程序階段??在這個(gè)階段，要將計(jì)劃在屏幕上顯示的幾何體，傳遞到繪制管線的下一階段。??此階段一般是圖像渲染管線的第一個(gè)階段，經(jīng)由此階段，將被渲染的每一幀的攝??像機(jī)位置、光照和模型的圖元輸出到圖像渲染管線的幾何階段。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)??軟件的方式控制應(yīng)用程序階段，開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)調(diào)整改階段的實(shí)現(xiàn)方法來(lái)調(diào)整該??階段運(yùn)行的性能。??２．２．２幾何階段??此階段主要負(fù)責(zé)多邊形操作和頂點(diǎn)操作。如圖２－３所示，幾何階段又可分為??模型視圖變換階段（Ｍｏｄｅｌ?＆?Ｖｉｅｗ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、頂點(diǎn)著色階段（Ｖｅｒｔｅｘ?Ｓｈａｄｉｎｇ）、??投影階段（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、裁剪階段（Ｃｌｉｐｐｉｎｇ）及屏幕映射階段（Ｓｃｒｅｅｎ?Ｍａｐｐｉｎｇ）。??幾何階段執(zhí)行的任務(wù)計(jì)算量通常很高，假設(shè)程序中只有一個(gè)光源的，那么圖像中??的每個(gè)頂點(diǎn)大約需要經(jīng)歷１００次左右的浮點(diǎn)運(yùn)算操作。??模型視圖變換階段??．?？」??頂點(diǎn)著色階段??￣￣?＾?￣??投影階段??裁剪階段??屏幕映射階段??圖２－３
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