基于移动设备的增强现实设计开题报告

　　一、课题的目的及意义
　　（一）国内外研究现状及分析
　　增强现实技术简称AR，即在移动设备上将虚拟物体与真实场景进行叠加，实现两者的有机结合。简单来说就是将镜头对准某个物体，即可呈现其3D立体画面，使得数据信息更直观地呈现在真实的物理环境中。增强现实技术最大的优势就是虚实结合，也就是在真实世界的基础上叠加信息，但真实世界的活动不会受到影响。与虚拟现实技术（VR）不同的是，AR可以将虚拟的内容融入到周围的世界里，它不会让用户完全沉浸在一个虚拟的世界中。
　　国外的增强现实技术起源于20世界60年代，这种技术在国外发展十分迅速，世界上一些有名的研究机构，如美国麻省理工大学、哥伦比亚大学、日本、德国和新加坡等发达国家的实验室，都投入到对这种技术的研究工作中来，其研究重心多在人机的交互方应用、软硬件基础平台的研发构建等。随着技术的不断发展，研究逐步从实验室理论转入行业应用阶段，相关应用早期可以追溯到波音公司在设计辅助布线系统时，戴着特殊头盔的工程师可以叠加到在实际视野上的布线路径和文字提示，从而大大降低拆卸的复杂程度。随着微软、谷歌、Facebook、SONY等科技巨头纷纷大举进入到增强现实的研究领域中，很多公司已经能够提供成熟的基于PC或移动设备的增强现实技术解决方案，不仅加快了增强现实技术软硬件及相关应用的开发进程，也拓展了增强现实技术的研究领域。
　　国内对增强现实技术的研究起步较晚，但发展很快，虽与国外技术相比存在一定差距，不过这一差距正在逐渐缩小。我国的研究机构最初以高校为主，北京理工大学、国防科技大学、华中科技大学等在AR技术的应用方面取得了一些研究成果。如北京理东大学研发的数字圆明园，通过增强现实技术将圆明园废墟与当年未被破坏前的场景结合，实现了让梦想照亮现实。从目前国内的市场来看，我们也可以看到AR技术应用非常丰富，拿汽车领域来说，将汽车通过终端虚实结合让消费者看到车型的具体形态和特征更有利于促进汽车销售。这些对增强现实技术的研究，越来越多地开始在游戏、营销、军事、文化、教育、建筑、医疗、工程、设计、影视、娱乐等领域应用。无论是农夫山泉上的星空，蔚来汽车的EP9超跑多人AR竞赛，还是网易云音乐禅音中的心灯祈福，都足以看见AR在各个领域的应用，也可以预见其未来不可或缺的发展趋势。
　　在医疗医学领域，增强现实技术可以与现代医疗医学技术融合，将科技设备中的高精密AR设备应用于医疗医学。将AR技术应用在医疗医学中有非常多的好处：首先AR设备可以帮助医生将患者的各个部分分离观察，比如骨骼、内脏、肌肉等分离开来，相互没有干扰的情况下进行仔细的观察，非常的方便；其次通过AR设备，医生还可立体直观的观察患者的内部结构，可以找到患者的病源仔细观察，模拟出解决的办法，大大的提高医生的诊断效率；AR设备还可以帮助医生直接可视，就如同透视眼一般，再也不用让患者先去拍取CT、X光片等复杂流程了，可以直观的直接的直视患者病源，快速准确地给出结论；医生可以通过AR虚拟3D建模，模拟整个治疗过程，可以非常直观的看到每个阶段，每个疗程的治疗结果，通过AR3D虚拟进行事先演练，设计出多个医疗模式，然后再从多个医疗模式中选出效果最好的那个来对患者进行治疗。
　　如同移动互联网时代改变社交方式一样，增强现实技术将改变我们的生活方式，为我们的生活带来全新的体验，增强现实技术依靠其具有一定的沉浸性、直观交互性、虚实结合、和三维立体等诸多优势。能够为公众提供移动化、个性化的观看体验，并能将晦涩难懂的抽象概念转化成具象模型，使专业的知识通俗易懂。增强现实技术将在很大程度上改变人类的生活，是科技发展的必然趋势，也是未来生活中的必需品。
　　（二）课题意义
　　本课题以与人们身体健康息息相关的现代医疗医学技术模型为可视化对象，结合了增强现实技术，一方面能给用户直观、真实的体验，帮助人们了解医学知识，另一方面有助于医疗数据的获取和分析，帮助医生更好的诊疗患者。这不仅深化了本次课题的研究意义，还培养和提高了我们开发增强现实应用的能力，帮助我们认识了增强现实技术的发展前景。
　　二、课题任务、重点研究内容及实现途径
　　本课题任务是基于安卓移动设备，使用Unity3D引擎，采用软件工程方法，研究并完成一款增强现实医疗医学APP的设计与实现。本课题重点研究内容在于探寻增强现实技术与可视化技术的融合。本课题实现途径包括：了解系统开发背景和相关技术，研究并学习AR应用的开发过程，学习Unity3D引擎及发展，最终实现一款增强现实医疗医学APP。