Ανάπτυξη Εφαρμογών Επαυξημένης Πραγματικότητας Βάσει Επίπεδου Προτύπου

Abstract

Η επαυξημένη πραγματικότητα είναι μία ραγδαίως εξελισσόμενη τεχνολογία που εμπλουτίζει την πραγματικότητα με πληροφορίες που παράγονται από έναν υπολογιστή. Μολονότι η έννοια αυτή συναντάται για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1960, τα τελευταία χρόνια έχει αρχίσει να παρουσιάζει πρακτικές εφαρμογές σε διάφορους τομείς και σήμερα κεντρίζει το ενδιαφέρον πολλών ερευνητών, επιστημόνων αλλά και εταιριών. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη εφαρμογών επαυξημένης πραγματικότητας βάσει επίπεδου προτύπου, εσωτερικού και εξωτερικού χώρου, με τη χρήση αλγορίθμων και μεθόδων της φωτογραμμετρίας και της όρασης υπολογιστών. Οι εφαρμογές αυτές αναπτύχθηκαν στη γλώσσα προγραμματισμού C++, με χρήση της βιβλιοθήκης OpenCV, της διεπαφής προγραμματισμού εφαρμογών OpenGL και της βιβλιοθήκης GLM: An Alias Wavefront OBJ file Library και είναι εφαρμογές κονσόλας Win32, που εκτελούνται σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές με λειτουργικό σύστημα Microsoft Windows. Στην παρούσα εργασία, γίνεται μία εισαγωγή στην έννοια της επαυξημένης πραγματικότητας, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο που είναι απαραίτητο για την κατανόηση της διαδικασίας που ακολουθήθηκε στις εφαρμογές και αναφέρονται ορισμένα βασικά στοιχεία για τη γλώσσα προγραμματισμού, τις βιβλιοθήκες που χρησιμοποιήθηκαν και το περιβάλλον εργασίας. Ακολουθεί η περιγραφή των εφαρμογών και του τρόπου υλοποίησής τους, η παρουσίαση των αποτελεσμάτων που επιτεύχθηκαν και η παράθεση κάποιων προτάσεων που χρήζουν περαιτέρω διερεύνησης για τη μελλοντική επέκταση και βελτίωση των εφαρμογών.

Augmented reality is a rapidly evolving technology that enriches reality with computer generated information. Although it was first presented in the 1960s, actually in recent years it has begun to have practical applications in various fields and today arouses the interest of many researchers, scientists, as well as companies. The purpose of this diploma thesis is the development of indoor and outdoor planar pattern based augmented reality applications, through the use of methods and algorithms of photogrammetry and computer vision. These applications were developed in C++ programming language, with the use of the OpenCV library, the OpenGL application programming interface and the library GLM: An Alias Wavefront OBJ file Library and they are Win32 console applications, intended for computers running Microsoft Windows. In this thesis, an introduction is made concerning the concept of augmented reality, followed by a presentation of the theoretical background, necessary to understand the procedure that was held during the applications. Furthermore, certain basic elements of information are provided, referring to the programming language, the libraries that have been used and the development environment. Attending is the description of the applications, of the way to materialize them, as well as the presentation of the results obtained and the formation of some proposals that require further research for future development and improvement of the applications.