增强现实(Augmented Reality)浅谈
http://www.86ar.com/?p=1693
隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，各種需求不斷的被發(fā)現(xiàn)和改善，Yahoo、Google、Youtube，Facebook、Twitter等的出現(xiàn)掀起一次又一次的熱潮。那么下一個(gè)熱潮將會(huì)是什么呢？
個(gè)人認(rèn)為，下一個(gè)熱潮很有可能將會(huì)是，在這里想給大家介紹的，最近在世界各地備受關(guān)注的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)技術(shù)。
首先增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是什么呢？
關(guān)于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)有很多種定義方法，我自己的理解是：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是在人們接觸到的真實(shí)世界上，疊加虛擬電子信息，對(duì)真實(shí)世界的信息進(jìn)行增強(qiáng)或者擴(kuò)張，幫助利用者們從事各種活動(dòng)。
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為什么說增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將會(huì)是下一個(gè)熱潮
現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)，信息量非常的巨大，然而人們對(duì)這些信息的利用過度依賴于搜索，需要輸入合適的關(guān)鍵詞才能找到自己想要的信息。除了搜索之外，有沒有更好的方式呢，能夠讓人們更加便利，隨時(shí)隨地的利用互聯(lián)網(wǎng)上的信息呢？
人與人之間的溝通交流，現(xiàn)實(shí)世界過于生硬，虛擬世界過于遙遠(yuǎn)，要真正找到志同道合的知己很難，有沒有介于現(xiàn)實(shí)和虛擬之間的一個(gè)交流平臺(tái)，幫助大家找到更多的好朋友？
每天單調(diào)重復(fù)的生活，現(xiàn)實(shí)世界越來越感覺枯燥，有沒有辦法讓眼前的現(xiàn)實(shí)世界變得更加豐富？
利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正好可以解決以上各種問題。一個(gè)可以改善和滿足新需求的技術(shù)，難道不將會(huì)是下一個(gè)熱潮？
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關(guān)于AR的暢想
記得第一次接觸到了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)時(shí)，當(dāng)時(shí)真的是非常激動(dòng)，因?yàn)槔迷摷夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用太多了。
大家眼前所看到的不了解的東西，可以即時(shí)的了解到相關(guān)的信息，不再需要記住關(guān)鍵信息，拿到電腦前去搜索。
在繁雜的地鐵站里，疊加在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景之上導(dǎo)向圖標(biāo)，告訴你應(yīng)該往哪邊走，就可以到達(dá)目的地。
在旅游的時(shí)候，可以即時(shí)的了解觀光地的解說，歷史，附近的風(fēng)土人情，旅館和餐廳等等。
戴上AR的眼鏡，人們可以像X戰(zhàn)警里面的那樣，即時(shí)看到關(guān)于眼前的人的相關(guān)情報(bào)信息。
當(dāng)然還有很多可以應(yīng)用場(chǎng)景，留給大家去想像。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的歷史
人們對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究是從1990年代初期開始，當(dāng)時(shí)需要昂貴的硬件設(shè)備。初期主要實(shí)現(xiàn)方式采用HMD(Head Mounted Display)。
隨著個(gè)人電腦的性能不斷改進(jìn)，2007年左右AR的概念開始逐漸的在專門的研究者之外流傳開來。
現(xiàn)在小型照相設(shè)備的高解析度化，以及各種Sensor的發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備上也可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。HMD設(shè)備的進(jìn)化，越來越接近實(shí)用。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的適用范圍
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的適用范圍比較廣，目前在醫(yī)療，軍事和游戲等領(lǐng)域已經(jīng)有被使用的實(shí)例：
1、互聯(lián)網(wǎng)： 將現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)信息附加顯示在現(xiàn)實(shí)信息中
2、游戲娛樂：結(jié)合于現(xiàn)實(shí)的游戲，讓玩家感受更真實(shí)
3、醫(yī)療：輔助精確的定位手術(shù)部位
4、軍事：通過方位識(shí)別，獲取所在地的相關(guān)地理信息等
5、古跡復(fù)原：在文化古跡的遺址上進(jìn)行虛擬原貌恢復(fù)
6、工業(yè)：工業(yè)設(shè)備的相關(guān)信息顯示，比如寬度，屬性等
7、電視：在電視畫面上顯示輔助信息
8、旅游：對(duì)正在觀看的風(fēng)景上顯示說明信息
9、建設(shè)：將建設(shè)規(guī)劃效果疊加在真實(shí)場(chǎng)景，更加直觀
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)用例 - Future For The Past
荷蘭首都的考古學(xué)博物館Allard Pierson Museum，將iMac作為窗口的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)MovableScreen，用來展示古羅馬的遺跡。
新聞?dòng)浭??http://www.engadget.com/tag/MovableScreen/
YouTube:?http://www.youtube.com/watch?v=0UODkvUTnAU
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)用例 - The Eye of Judgment
由索尼公司開發(fā)的，結(jié)合電視和Trading Card的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型PS3游戲。將Trading Card作為標(biāo)志圖片，識(shí)別后顯示相應(yīng)游戲腳色CG。
游戲網(wǎng)站:?http://www.jp.playstation.com/scej/title/eoj/
YouTube:?http://www.youtube.com/watch?v=3oGjGlxn0a0
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)用例 - 自動(dòng)跳出的電子書
由日本某印刷公司開發(fā)的結(jié)合AR電子書，攝像頭讀取書上的標(biāo)志圖片后，在顯示器中顯示相應(yīng)的3D動(dòng)畫。
官方網(wǎng)址:?http://www.dnp-digi.com/solution/product/experience/04-3.shtml
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)用例 - BMW的MINI汽車
由德國Metaio公司開發(fā)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)型電子雜志，訪問BMW的網(wǎng)站后，將雜志 放在攝像頭面前，MINI車的CG廣告會(huì)跳出來。
官方網(wǎng)址:?http://www.mini.de/de/de/webcam/index.jsp
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)用例 - 古代都市"飛鳥"
東京大學(xué)大學(xué)院情報(bào)學(xué)環(huán)池內(nèi)研究所正在開發(fā)的項(xiàng)目"虛擬飛鳥京"，是一個(gè)采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遺址復(fù)原項(xiàng)目。
官方網(wǎng)址:?http://www.cvl.iis.u-tokyo.ac.jp/research/virtual-asukakyo/
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手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)用例 - Layer
由荷蘭的SPRXMobile開發(fā)的手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器Layer。將選擇的不動(dòng)產(chǎn)，Wikipedia和Flickr等Layer，結(jié)合GPS信息等疊加在攝影圖像上Android程序。
官方網(wǎng)址:?http://layar.com/
YouTube:?http://www.youtube.com/watch?v=nkPHDMVxKn0
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手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)用例 - 空間透視手機(jī)
空間透視手機(jī)根據(jù)現(xiàn)在地和手機(jī)朝向，采用3D立體的方式顯示路標(biāo)和觀光景點(diǎn)等信息，由日本KDDI公司主導(dǎo)開發(fā)。
官方網(wǎng)址:?http://www.kddilabs.jp/press/detail_102.html
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手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)用例 - Nearest Tube
iPhone 3GS專用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)地下鐵向?qū)С绦?#xff0c;App Store上最初的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)程序之一，用來向?qū)惗氐纫詮?fù)雜出名的地下鐵。在攝影圖像上顯示疊加上前方地下鐵車站的信息，如到達(dá)車站的距離和路線名等。傾斜之后可以看到更遠(yuǎn)的車站的信息。
官方網(wǎng)址:?http://www.acrossair.com/apps_nearesttube.htm
YouTube:?http://www.youtube.com/watch?v=U2uH-jrsSxs
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手機(jī)上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)用例 - SekaiCamera
由日本Tonchidot（頓智?）公司開發(fā)的AR應(yīng)用。能夠在iPhone的攝像頭的影像上疊加顯示用戶提交的評(píng)論，圖片和動(dòng)畫。2009年9月份登陸日本的AppStore，僅4天時(shí)間下載量達(dá)到10萬次。
官方網(wǎng)址:http://tonchidot.com/
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之一 - GPS + Sensor
說明: 通過GPS取得緯度、經(jīng)度和高度，通過地磁Sensor(電子指南針)取得面向的方向，通過加速度Sensor取得傾斜的角度，然后根據(jù)這些位置信息獲取相關(guān)信息后疊加顯示。
必須裝置: 攝像頭、顯示屏、GPS、地磁Sensor(電子指南針)、 加速度Sensor
相關(guān)項(xiàng)目: PlaceEngine、SekaiCamera、Layer
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之一?- 原理簡介
在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)GPS + Sensor方式的原理圖
實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之一?- 個(gè)人看法
采用這種方式的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)最為合適。因?yàn)槟壳白钚碌氖謾C(jī)比如iPhone 3GS和Anroid上已經(jīng)具備GPS、地磁Sensor和加速度Sensor這些裝置。再加上3G的普及，無線網(wǎng)絡(luò)的速度提升，基本上不會(huì)覺得慢。
目前存在GPS精度問題，地磁Sensor容易受到周邊設(shè)備(鐵磁器等)的影響。
盡管如此，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)簡單，目前已經(jīng)有相關(guān)應(yīng)用逐步登場(chǎng)，采用該方式的AR將會(huì)應(yīng)該會(huì)最先普及。而且準(zhǔn)天頂衛(wèi)星的發(fā)射可以將GPS誤差可以減小到1cm，以及將來下一代手機(jī)通信規(guī)格LTE(3.9G)的下行將達(dá)到100Mb/S。
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實(shí)現(xiàn)AR的方式之二 - Marker識(shí)別
說明: 將Marker圖像的信息事先保存，通過圖像識(shí)別技術(shù)，在當(dāng)前的圖像中查找識(shí)別Marker圖像，然后在Marker圖像上疊加相關(guān)信息。
必須裝置: 攝像頭、顯示屏、Marker圖像
相關(guān)項(xiàng)目:?ARToolKit(開源項(xiàng)目)
ARToolKit網(wǎng)址:?http://www.hitl.washington.edu/artoolkit/
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之二 - 原理簡介
采用ARToolKit實(shí)現(xiàn)的AR程序截圖，黑色的正方形卡片為Marker，顯示在Hiro的Marker之上的是虛擬的CG動(dòng)畫。
Marker型AR的程序基本流程是:
1、取得攝像頭的圖像
2、Marker的識(shí)別
3、Marker的位置和方向檢測(cè)
4、在攝像頭的圖像上合成CG動(dòng)畫然后顯示
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之二 - 個(gè)人看法
個(gè)人看法：該技術(shù)目前相對(duì)來說比較成熟，其代表作ARToolKit適用方便簡單，而且因?yàn)?strong>ARToolKit本身開源，容易接觸和研究，已經(jīng)被多家公司采用。并且同時(shí)也被愛好者們?cè)谄渌脚_(tái)上實(shí)現(xiàn)，比如Flash版、Android版等。
最大缺點(diǎn)在于需要事先定義Marker圖像。而且程序當(dāng)中無法獲取Marker圖像以外的信息，功能擴(kuò)展可能被限制。
適用于游戲，雜志書籍和廣告等，在指定的Marker圖像上合成CG的場(chǎng)合。
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的技術(shù)之三?- 圖像分析識(shí)別
說明: 對(duì)攝影圖像進(jìn)行解析，識(shí)別出風(fēng)景，物體和空間，然后疊加相關(guān)信息。
必須裝置: 攝像頭、顯示屏
相關(guān)項(xiàng)目:?PTAM(開原項(xiàng)目)、SREngine
PTAM的網(wǎng)址:?http://www.robots.ox.ac.uk/~gk/publications.html#2007ISMAR?
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之三 - 原理簡介
PTAM全名是Parallel Tracking and Mapping，是于ISMAR 2007上，由英國牛津大學(xué)的Georg Klein和David Murray發(fā)表的一篇論文。下面是其運(yùn)行時(shí)的截圖。
其主要原理是: 從攝影圖像上捕捉特征點(diǎn)，然后檢測(cè)出平面，在檢測(cè)出的平面上建立虛擬的3D坐標(biāo)，然后合成攝影圖像和CG。其中，獨(dú)特之處在于，立體平面的檢測(cè)和圖像的合成采用并行處理。
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實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的方式之三 - 個(gè)人看法
不使用特定的信息，通過對(duì)圖像進(jìn)行解析，在現(xiàn)實(shí)圖像上建立虛擬坐標(biāo)，能夠很自然的合成現(xiàn)實(shí)圖像和CG。可以說是AR研究的一個(gè)目標(biāo)。
目前還有很多問題有待解決。 比如需要處理數(shù)據(jù)量大，平面上的障礙物和垂直面的辨析等問題。 技術(shù)難度比較大。
離實(shí)際使用水平還有一段距離。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)
AR的市場(chǎng)可以分為特定用途和一般用途。特定用途比如醫(yī)療，建設(shè)等，面向的是各領(lǐng)域的專家。一般用途比如游戲，向?qū)У?#xff0c;面向的是普通大眾。
一般用途又可以分為面向事物和面向人與人之間。面向事物的AR應(yīng)用一般是人們有目的的偶爾使用，比如游戲用來娛樂，向?qū)в脕韼椭约嚎焖倭私庖粋€(gè)新的地方。面向人與人之間的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用一般是人們會(huì)每天經(jīng)常適用，比如結(jié)合Twitter、Facebook等社交型應(yīng)用(SNS)的AR。
從一個(gè)大的角度來說，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的市場(chǎng)應(yīng)該大致可以分為這三類：特定用途型，面向事物的一般用途型和面向人與人之間的一般用途型。這三種類型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用應(yīng)該會(huì)逐步登場(chǎng)，漸漸融入人們的生活。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)業(yè)
我想世界上一定有很優(yōu)秀的項(xiàng)目，但有的項(xiàng)目需要很長時(shí)間的研發(fā)，或者說投入很大，有的項(xiàng)目在歐美很合適，但不適合中國的文化背景。有的項(xiàng)目創(chuàng)意很新穎，但技術(shù)方面過于超前，不切合實(shí)際等等。所以最好的項(xiàng)目，不一定是最合適的項(xiàng)目。能在合適的時(shí)間，根據(jù)財(cái)力、物力以及人力找到最合適的項(xiàng)目是關(guān)鍵。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然是一個(gè)很有潛力的投資項(xiàng)目，但也不能盲目的去追逐，需要找到一個(gè)合適的切入點(diǎn)。目前中國3G牌照的已經(jīng)發(fā)放，中國移動(dòng)即將要開始出售的Adnroid系統(tǒng)的OPhone手機(jī)，中國聯(lián)通引入Apple公司的iPhone，實(shí)現(xiàn)GPS+Sensor方式的AR應(yīng)用基本要素已經(jīng)完全具備。
如何利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)資源，整合或者創(chuàng)造新的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)還未被完全滿足或者嶄新的需求，是問題的關(guān)鍵。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的IDEA之一 - 圖片代替文字自動(dòng)搜索
使用想象圖是，用戶只需要打開手機(jī)的攝像頭照一下某物體，程序從攝像頭獲取的圖像進(jìn)行分析識(shí)別之后展開搜索，然后將搜索結(jié)果疊加顯示在圖像上，然后顯示在顯示屏上。
利用該程序，用戶能夠省略打開瀏覽器，輸入關(guān)鍵詞，點(diǎn)擊搜索按鈕的步驟，直接通過攝像頭來自動(dòng)搜索。
該IDEA涉及到技術(shù)最主要難點(diǎn)是圖片中物體的識(shí)別，一下子實(shí)現(xiàn)對(duì)任何物體的識(shí)別可能有一定難度，我們可以逐步的展開，首先實(shí)現(xiàn)對(duì)某種類型的物體的識(shí)別，比如：書，CD。還可以和Amazon或者當(dāng)當(dāng)網(wǎng)合作等。
OpenCV最近發(fā)布了2.0版本，最初由Intel公司開發(fā)的一個(gè)開源項(xiàng)目，該Library主要用來對(duì)圖像的分析識(shí)別，性能也不錯(cuò)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的IDEA之二 -?人臉識(shí)別記憶?
當(dāng)人的交際網(wǎng)越來越廣，朋友越來越多的時(shí)候，難免有所忘記。比如當(dāng)某天偶然遇到以前見過的朋友時(shí)， 一下子卻想不起名字來，或者根本就不記得，那時(shí)可能會(huì)比較尷尬，也有可能因此而失去這位朋友。
名片夾里名片太多，可能大部分自己都忘了什么時(shí)候收到的。對(duì)方是誰，長什么樣子等等，都有可能都忘得一干二凈了。
怎么辦呢？硬盤上存儲(chǔ)的東西，可不會(huì)這么容易丟。所以，我們可以做這樣一個(gè)系統(tǒng)，以人臉為KEY，建立一個(gè)電子名片系統(tǒng)，利用HMD(比如：眼鏡)之類的設(shè)備來輸入人的臉相，再次遇見對(duì)方時(shí)，其電子名片會(huì)自動(dòng)顯示在HMD上。
也可以將人們?cè)赥witter上的最新發(fā)言，顯示在人們的頭頂上。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的IDEA之三 -?虛擬和現(xiàn)實(shí)之間的溝通交流平臺(tái)
在現(xiàn)實(shí)生活中，人們隨時(shí)隨地都會(huì)有很多說話溝通的欲望。
有的人喜歡說說自己對(duì)某事物的看法和意見，并且希望得到他人的認(rèn)可，或者找到志同道合的朋友。
有的人喜歡表達(dá)自己的意見，比如，在某餐館吃完飯，覺得這里味道不錯(cuò)，想推薦給其他人。
有的人喜歡寫出自己的心情，跟好朋友一起分享喜怒哀樂。
利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以建立基于手機(jī)，GPS，可以在隨時(shí)隨地發(fā)表言論，在線的交流，建立朋友關(guān)系，自己公開的言論可以顯示在真實(shí)的攝像中等。
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增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的IDEA之四 -?基于AR的GPS向?qū)?/strong>
現(xiàn)在的GPS向?qū)?#xff0c;基本上主要是基于地圖來導(dǎo)航。然而對(duì)所在地不熟悉的人，有時(shí)很難判斷眼前所看到的地方，是否和GPS向?qū)髟诘貓D上所顯示的地方相吻合。換句話說也就是不夠直觀，大家可能都需要想一下，分辨一下東南西北之后才能看明白。
如果能將向?qū)畔?#xff0c;直接疊加顯示在人們眼前所看到的街道上，一定會(huì)更加容易理解。GPS通信方式基本不變，改變數(shù)據(jù)所顯示的方式。
現(xiàn)在帶有GPS功能的手機(jī)越來越多，Android和iPhone 3G S都帶有電子指南針和加速度探測(cè)器， GPS相關(guān)的應(yīng)用通過手機(jī)應(yīng)該會(huì)很容易普及，而不需要另外花錢購買GPS向?qū)鳌?/p>
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最后，文章有點(diǎn)長，非常感謝大家閱讀到這里。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的增强现实(Augmented Reality)浅谈的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
