Model-based camera tracking for augmented reality

Artırılmış gerçeklik (AG), gerçek ortamların sanal nesnelerle zenginleştirilmesidir. AG kullanıcı deneyimi ve etkileşimini geliştirmek için çeşitli şekillerde kullanılmaktadır. Eğitim uygulamaları, mimari görselleştirmeler, askeri eğitim senaryoları ve eğlence amaçlı uygulamalar çoğu zaman daha gerçekçi bir tecrübe yaşatmak amacıyla artırılmış gerçeklik yöntemleriyle desteklenir. Taşınabilir cihazların gelişmesi ve ucuzlamasıyla birlikte bu tarz uygulamalar oldukça yaygın hale gelmiştir. Daha doğal AG tecrübesi yaşatmak adına dışsal kamera parametrelerinin hatasız, güvenilir ve hızlı bir biçimde hesaplanması gerekir. Böylece, sanal nesneler gerçek ortam görüntülerinin üzerine isabetli bir şekilde yerleştirilebilir. Dışsal kamera parametrelerinin gerçek zamanlı tespiti zordur. Birçok kamera takip çatısında, kamera parametrelerinin hesaplanması için temel yöntem olarak görsel takip algoritmaları kullanılmaktadır. Görsel takip sistemlerinde anahtar nokta ve kenar özellikleri poz hesabı için sıkça kullanılır. Zengin kaplamalı ortamlarda anahtar nokta tabanlı metotlar iyi sonuçlar vermektedir ve yaygınca kullanılmaktadır. Buna karşılık, kenar tabanlı takip yöntemleri geometri bakımından zengin fakat kaplama açısından zengin olmayan ortamlarda daha çok tercih edilir. Kenar tabalı takip yöntemiyle yapılan poz hesabı genel olarak model kenarlarında belirlenen kontrol noktalarını kullanır. Hatasız takip için bu noktaların görünürlüğü doğru bir şekilde hesaplanmalıdır. Kontrol noktalarının görünürlüğünün belirlenme süreci hesaplama açısından masraflıdır. Kontrol noktalarının görünürlüğünü önceden hesaplayarak kenar tabanlı takip yönteminin hesaplama masrafını düşürmek için bir yöntem öneriyoruz. Bu amaçla, ön işleme aşamasında dünya koordinat düzleminde belirlenmiş kalıcı kontrol noktaları kullanmaktayız. Ek olarak, kalıcı kontrol noktalarının ekranda daha düzenli dağılımını sağlayabilmek adına daha isabetli olan uyarlanabilir bir izdüşüm yöntemi kullanıyoruz. Önerdiğimiz algoritmanın performans ve kalitesini ölçmek için kamera takipçimizi çeşitli ortamlarda test ettik. Önceden işlenmiş görünürlük değerleri, takip kalitesinden ödün vermeden sabit zamanlı görünürlük hesabını mümkün kılmıştır. Geliştirdiğimiz AG çatısı kullanıcı etkileşimi bulunan bir uygulamayla sunulmuştur. Bahsi geçen uygulama çatısı, yaygın olarak kullanılan ticari bir oyun motoru için geliştirilmiştir.