Azuma在1997年曾对这些系统和其使用的基本技术给出过一个详尽的综述。增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的，同沉浸式的虚拟现实相比较，尽管虚拟现实技术能模拟十分逼真的三维世界，但它创造的虚拟环境与现实物理世界基本是完全分割的。为弥补这一缺陷，增强现实通过计算机技术，将虚拟的信息应用到真实世界
，真实的环境和虚拟的物体实时叠加到同一个画面或空间中同时存在；再通过硬件和软件系统的协调作用，使得身处其中的用户可以以更加自然的方式与环境中的真实和虚拟物体进行三维实时交互。增强现实不但应用的场合广泛而且更加安全，因为增强现实系统可以让用户在看到虚拟物体的同时也能看到真实的场景，即使在停电和设备
4.应用在教育游戏上。增强现实游戏是种比较特别的教育形式，使用标记技术，通常包括一个玩具和一个硬件设备或摄像头来作为三维坐标输入，可以很容地应用到各种学科，包括人类学、历史学或地理等。wIzQubes就是一款给儿童将故事的寓教于乐产品，该产品有新加坡MXR公司利用增强现实技术研制。儿童将学会颜色、单词等知识。
第13周：按照毕业论文的格式规定及要求，撰写毕业设计说明书和提纲及设计初稿。
第14周：完成毕业设计的修改、完善及装订工作。
第15周：答辩准备、指导教师组织预答辩。
第16周：毕业答辩。
五、指导教师审批意见：
指导教师：（签名）
年月日
二、国内外研究综述：
增强现实的相关技术最早出现在20世纪60年代，美国哈佛大学教授Ivan Sutherland发明的光学透明头盔显示器（STHMD）标志着这种技术的诞生，并于20世纪80年代末90年代初步入成长阶段，其中1986年应用于飞行员战斗辅助工具的VCASS系统、1993年美国哥伦比亚大学Feiner教授为首的团队研发出的用于指导机械维修的专用AR系统都是增强现实技术在这些年的研究典范。而增强现实这一概念最早也是出现在同一时期美国波音公司Tom Cauden等人设计的辅助布线系统中的。该系统依靠光学透视头盔显示器把由简单线条绘制的布线路径和文字提示信息实时地叠加到用户的视野中，叠加的这些信息可以帮助用户逐步地完成拆卸过程，以减少用户在日常工作中出错的机会。
媒体技术在教育领域的广泛应用，使得教育教学效率得பைடு நூலகம்大幅度地提高，其形象
直观，生动高效，超越时空界限，超大信息含量的特点一直为教育者津津乐道，随着社会的发展和教育者对技术进一步地要求，增强现实技术可以为学习者提供一种新型的学习工具，而且具有很大的发展空间。把增强现实教学软件作为教具具有其独特的优点：1、把AR作为教学工具，可以让学习者在虚拟与真实的环境之间方便地进行互动；2、把AR作为教学工具，会创新教育教学策略，在此种模式下，即使学生没有使用电脑的经验，也可以与AR系统进行互动学习；3、学习者可以沉浸于学习内容之中，改变了学习者仅能面对静态文字的传统学习方式。Kaufmann H.通过多年的实验研究发现：AR不仅能够为师生提供一种面对面的沟通与合作平台,而且通过AR，可以增加学生对复杂空间中概念及其相对关系的理解。他发现不管是学生还是教师都能对AR保持较高的兴趣。他认为应用AR工具教学可以提高学习效率,节约大量学习时间,同时能使学生保持较高的学习热情，而且模拟情境和学习效果成正比。
故障等情况下也能保证用户的安全。20世纪90年代末，这个领域的研究者们开始聚会在一系列每年召开的和增强现实相关的国际研讨工作会议IWAR、国际增强现实研讨会ISAR与增强现实会议ISMAR，这些会议在很大程度上促进了AR的研究发展。
教育是人类进行知识传承和知识创新的实践活动，实践证明，技术对教育的发展具有极大的推动作用，将带动教育从目标、内容、模式到方法的全面变革。增强现实，作为新兴的信息技术，其对教育的价值日益凸显，按照美国学者B. Means等人在《用教育技术支持的教育改革》报告中的观点，运用信息技术进行教育改革，其中革新教学的若干特征是在教育教学中体现学生探索、交互性指导、带真实任务的多学科延伸模块、协同作业、教师作为帮促者、异质分组和基于绩效的评估。
3.应用在军事学习上。澳大利亚大学高级计算研究中心的Piekars等，开发了一个军事训练和演习仿真系统，有真实训练场景、虚拟车辆、虚拟仿真岩体等，通过GPS、头戴显示器、电子罗盘等先进设备，将参与军事训练的士兵的信息发送到虚拟指挥中心，达到训练目的。除此之外，美国海军研究院也研制了战场扩展现实系统，战士不仅可看到战斗场景，还可以将各种侦查信息传送到指挥中心。
三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：
增强现实技术是一项综合的技术，其集计算机视觉技术、计算机图形技术、传感技术、人机交互技术等多学科技术于一身，增强现实是合并现实和虚拟世界而产生的新的可视化环境。其具体的实现技术包含了多媒体、三维建模、实时视频显示及控制、多传感器溶合、实时跟踪及注册、场景融合等新技术与新手段。
2. .应用在医学学习上。2010年美国科学家设计了一套实时的增强现实原型系统。该系统利用扩展现实技术和3D建模分别获得身体各个部位对应的三维数据和人体器官的3D模型，通过增强现实技术医生不但能够观察到虚实合成图像，而且能够多角度观察患者，同时，以前肉眼无法看到的器官的内部信息，现在一目了然。不但提高了医生分析、诊断病情的能力，也减轻病人痛苦。
增强现实技术为发现学习打开了一扇门。大家都知道教育中有一个很大的不足，就是知识的枯燥性。特别是对于中小学生而言，当他们还意识不到学习的重要性或者自制力不强时，他们认为学习知识是一件痛苦的事情。增强现实技术弥补了这种缺憾，利用AR技术可以提供强有力的、情境化的学习体验，学生可以与书本知识动态的交互，能够切身的体会知识，大大地提高了学习效率和激发了学习兴趣，让学生快乐的学习。由于目前个性化的教育已经成为人们需求的指向，增强现实技术提供了一种新颖的，实用的学习方式，它在教育领域有广阔的发展空间，也必然登上教育领域的历史舞台，推动教育事业继续向前发展。
统计显示，目前20%的增强现实技术应用于教育。增强现实在教育教学中的各个领域的学习中都有了发展。具体在以下几个领域有显著应用：
1.应用在工业学习上。新加波国立大学开发了一套基于虚拟交互面板的增强现实系统，指导用户装配电脑，避免经常翻阅纸质的装配图，容易产生问题的弊端，用户将经历集中在装备上，方便装配。2002年，上海大学多媒体中心开发了基于增强现实的虚拟装修系统。2007年，南京航空航天大学的胡教授等人开发了一种维修辅助系统，对维修人员进行培训和指导，不但能够降低维修人员维修作业难度、而且能够减少维修人员作业差错。
目前增强现实的开发工具有ARToolKit、Unifeye、Vuforia等软件，本文所用的主要是Vuforia SDK，是由Qualcomm公司提供的一个增强现实（AR）套件,它提供了许多免费的功能，可以省去开发中的一些底层算法如识别算法和三维注册跟踪等。本文通过Vuforia SDK在Unity3D平台上实现开发。
5.电子书的应用。美国华盛顿大学和索尼计算机科学实验室的研究人员Billinghurst和Poupyrev，他们研制了基于增强现实技术的“神奇书本”。读者在阅读时，显示器上能够显示真实环境的场景，读者能感知由书本内容生成的虚拟图像，同时，读者还可以与其他“读者”进行交流。这可以应用到各种学科的学习中。随着ActionScript3.0语言的FLARToolkit类库的发布，并且无偿的开放源代码，加入到了增强现实电子书的制作行列的Flash/Flex爱好者也越来越多。出现了很多新奇的增强现实电子书，很多开发者还将增强现实电子书的注意力集中在儿童内容、游戏娱乐和学校教育。韩国光州科学技术学院研制了一种增强3D电子书，运用特制的眼镜型显示器来配合使用，电子书的每页都是3D人物。增强现实技术在教学具、玩具等方面的应用和发展潜力巨大，越来越多的国内学者重视。2010年第62届法兰克福图书博览会上，中华商务联合印刷有限公司将增强现实技术成功应用在《中国弹起》互动3D图书上。
［5］焦建利.让教学插上技术翅膀[J]．信息技术教育，2008(2)．
四、毕业设计（论文）进度安排（按周说明）
第6周：撰写开题报告，完成设计技术方案的比较、选择，指导教师审核；
第7-11周：针对毕业设计内容，学习掌握相关开发工具和知识，按照毕业设计指导书各项要求进行设计、调试等工作；
第12周：提交毕业设计中期检查表；
XXXX大学本科毕业设计（论文）开题报告
题目名称
增强现实在教育教学中的应用研究
学生姓名
专业班级
学号
一、选题的目的和意义：
增强现实( Augmented Reality, AR)是把计算机生成的虚拟信息合成到用户看到的真实世界中，使真实世界与虚拟物体实时叠加到同一时空而同时存在的一种技术。用户可以以非常自然的方式与环境中的真实和虚拟物体进行三维实时交互。增强现实对人的视觉系统进行了景象增强与扩张，信息的显示与用户的所见所闻所感结合起来，实现了虚拟信息与真实世界的无缝连接，为虚拟世界和现实世界的接轨提供了空间，将用户花在切换和对应现实与虚拟世界上的时间和工作量降低，从而使计算机界面和用户眼中的世界完美地合二为一。这种增强现实系统为解决某些领域的应用问题提供了新的技术手段。
四、主要参考文献与资料获得情况：
［1］李新.虚拟现实及教育应用[M].北京：教育科学出版社，2009.
［2］张宝运，恽如伟.增强现实技术及其教学应用探索[J]实验技术与管理，2010(10)．
［3］朱淼良，姚远，蒋云良．增强现实综述[J]．中国图象图形学报，2004(7)．
［4］徐媛．增强现实技术的教学应用研究[J]．中国远程教育，2007(10)．