Python 中的增强现实 (AR)

AR（增强现实）是一种将真实世界和虚拟世界相结合的系统。你玩过“Pokemon Go”吗？如果你不了解这款游戏，玩家需要打开相机，四处走动，在应用的控制台中随机放置在虚拟真实世界中的 3D 口袋妖怪。收集最多口袋妖怪的玩家获胜。玩家能够在游戏中的真实世界中看到虚拟卡通人物的概念就是 AR（增强现实）。

该游戏使用位置跟踪和地理映射，并在 AR 技术上运行。它创建了真实世界中虚拟对象的视图。还有一项技术称为“虚拟现实”。AR 和 VR 并不相同。虚拟现实是“虚拟世界被现实化”，而增强现实是将虚拟对象与真实世界相结合。VR 大约 75% 是虚拟的，而 AR 只有 25% 是虚拟的。

通过例子可以很好地理解 AR 和 VR 之间的区别。玩 VR 头显游戏会让玩家沉浸在虚拟世界中，而玩 AR 游戏则会将虚拟世界融入到真实世界的地点。

AR 技术有两个主要目标：

1. 实时交互
2. 真实和虚拟对象的精确 3D 表示。

本教程将通过 Python 的 OpenCV 库简要介绍 AR。利用 Python 中可用的功能，我们将尝试实现一些有趣的 AR 创意。

计算机如何读取图像？

计算机本身不具备识别图像的能力。图像是由像素或图片元素组成的。当我们说“我的电视分辨率是 1080p”时，我们的意思是屏幕的宽高比是 3840*2160，这意味着电视屏幕有超过 800 万个像素。像素就像一个约 0.26 毫米或 1/96 英寸（不同）的小点。计算机只能识别数字。因此，每个像素都使用不同的颜色模型表示。最常用的颜色模型是RGB（红绿蓝）和 CMYK（青洋红黄黑）。

RGB 模型

1. 要表示黑白图像，每个像素会被赋予一个代表光照量（对比度）的数字。数字范围从 0 到 255。0 表示无光（黑色），255 表示全光（白色），区间内的数字表示各种深浅的灰色。
2. 要在 RGB 模型中表示彩色图像，每个像素会被赋予3 个值，分别代表像素中红、绿、蓝的含量。

使用 OpenCV 库处理图像

在 Python 庞大的库中，OpenCV 是其中一个值得注意的库。它是一个庞大的开源库，广泛用于计算机视觉和机器学习应用。使用这个库，我们可以处理图像甚至视频。要处理图像，每个像素都存储为 (B, G, R) 值的元组。

OpenCV 中有各种用于处理图像的函数。以下是一些基本函数：

输出

The picture we're working on:



Height: 621
Width: 500
Number of channels: 3

No-of blue channels: 12
No-of green channels: 12
No-of red channels: 12

Selecting a region in the image:



Resizing the image to half by maintaining the aspect ratio:



Rotating the image by 60 degree clockwise: