TransforMR：实时AR渲染应用在移动设备上的应用

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2023-10-01 09:06:35

在抖音、Snapchat等社交平台推动下，AR滤镜在主流市场的使用率越来越高，除了用来拍有趣的视频外，还可以用来宣传商品，比如试穿服装、鞋、口红颜色等等。

目前，AR技术还处于发展初期，距离科幻剧中描述的场景还有较大差距，需要解决沉浸感、稳定性、低延迟等问题。近期，杜伊斯堡·埃森大学和瑞士联邦理工学院的科研人员们，研发了一种可以在移动设备上运行的实时AR渲染应用TransforMR。从演示视频来看，TransforMR可以将真实场景中识别到的汽车、人、动物等目标实时转化成AR图像，效果足够实时。细节方面，TransforMR在Unity中运行3D场景并输出渲染的AR场景，在摄像头视场角内，可同时追踪多个目标，并同时叠加AR滤镜。TransforMR的另一个关键特征是，支持实时姿态识别，可识别人体上18个节点，接着将AR图像绑定在节点上，即可实时模拟人的动作。也就是说，它与市面上只能识别几何表面的AR渲染方案不同，模拟姿态的效果更准确。

据悉，这并不是后期处理的，而是实时抠图并叠加的AR。科研人员表示：近年来，计算机视觉技术在不断发展，尽管如此，算法对场景的语义识别、功能性推理效果依然限制着AR场景渲染的效果。为了解决这一问题，科研人员研发了TransforMR方案，它的特点是支持3D姿态识别，可用AR图像动态、实时替换真实场景中的物体或人。即使是在此前未测试过的环境中，TransforMR也可以实时识别并替换AR内容，而且AR可以根据其背后的真实物体的行为而动态变化。

TransforMR的计算部分在云端完成，因此需要联网才能运行应用。科研人员表示：TransforMR并不是直接像AR滤镜那样，将AR直接叠加在识别到的目标上，而是将目标完全从场景中分割，然后通过AI来实时处理场景，并用3D模型代替原来的目标物体、人或动物。有点类似动态去水印工具。TransformMR在识别的每一帧图像中叠加去水印网格，并在去水印抠图的部分渲染全局和本地预测，可信度高的像素值（根据环境分割点阵图来预测）。为了增强AR与真实环境之间的融合，科研人员训练AI算法从真实场景中提取语义信息，以实现对环境的理解。在实际使用时，TransforMR可根据使用者选定的环境主题，来进行语义映射，也就是说你可以根据博物馆、动物园等主题来改变周围环境的外观。

TransforMR的技术将有望提升司机和乘客的行车体验，比如提供AR车载娱乐内容等等。保时捷AI团队也支持TransforMR研发项目，表示这个方案将有望提升车内体验，比如提供AR车载娱乐内容。

未来通过支持透视模式的VR头显，或许可以实现更理想的效果。目前，TransforMR采用的3D模型有点类似于微软早期的3D电影制作器的画风，而且AR与周围环境的交界处看起来比较模糊。在研究过程中，科研人员制定的目标包括：1）适用于任何场景；2）可在手持屏幕上动态显示3DAR；3）兼容移动设备，支持单目RGB摄像头；4）实时渲染，这将需要平衡计算机视觉的计算量与硬件算力的限制。

TransforMR是一项有前景的技术，将有望为AR技术的发展带来新的方向和可能性。

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