虛擬現實和增強現實技術基礎

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虛擬現實和增強現實技術基礎

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內容描述

本書較系統地介紹了虛擬現實與增強現實技術的起源、基本概念、研究發展、主流開發平臺與應用。在全面介紹虛擬現實與增強現實的基本理論和關鍵技術的基礎上，著重介紹了目前主流的開發平臺和編程技術，並通過若乾實例來說明如何應用這些開發工具進行工程開發。 全書分為兩部分： 第1部分（第1~5章）為虛擬現實，主要內容包括虛擬現實技術概述、硬件系統、關鍵技術、開發平臺、程序開發； 第2部分（第6、7章）為增強現實，主要內容包括增強現實系統的標定以及程序開發。全書提供了大量應用實例，每章後均附有習題。 本書適合作為高等學校電腦、信息類等相關專業本科高年級學生的專業課教材，可幫助學生掌握虛擬現實與增強現實的基本概念和基礎理論，也可以供相關領域的專業技術人員和科學研究人員閱讀參考。

目錄大綱

目錄
第1章虛擬現實技術概述
1.1虛擬現實的概念
1.1.1虛擬現實的發展
1.1.2虛擬現實的特徵
1.1.3虛擬現實系統的構成
1.2虛擬現實的分類
1.2.1桌面式VR系統
1.2.2沉浸式VR系統
1.2.3增強式VR系統
1.2.4分佈式VR系統
1.3虛擬現實的應用
1.3.1軍事領域
1.3.2醫學領域
1.3.3城市規劃領域
1.3.4教育領域
1.3.5商業領域
1.3.6娛樂與藝術領域
1.3.7科學計算可視化
1.3.8旅遊領域
習題
第2章虛擬現實硬件系統
2.1建模設備
2.2顯示設備
2.2.1電腦顯示屏立體顯示設備
2.2.2洞穴式顯示系統CAVE
2.2.3頭戴式顯示器
2.3聲音設備
2.4交互設備
2.4.1數據手套
2.4.2運動跟蹤系統
2.4.3數據外套
習題
第3章虛擬現實關鍵技術
3.1立體顯示技術
3.1.1立體視覺產生機理
3.1.2雙目立體視覺
3.1.3三維顯示器的立體感
3.1.4正交偏振三維顯示系統
3.2環境建模技術
3.2.1幾何建模
3.2.2物理建模
3.2.3運動建模
3.3聲音合成技術
3.3.1三維虛擬聲音
3.3.2三維虛擬聲音的建模方法
3.3.3語音的合成
3.4人機交互技術
3.4.1視覺通道
3.4.2聽覺通道
3.4.3力觸覺通道
習題
第4章技術開發平臺
4.1主流開發平臺的硬件設備
4.2主流開發平臺引擎
4.2.1Unity引擎
4.2.2UE引擎
4.3VR系統的編程語言
4.3.1C#語言的優勢
4.3.2C#語言與Unity引擎的結合
4.4C#基礎知識
4.4.1變量
4.4.2標識符和關鍵字
4.4.3數據類型轉換
4.4.4布爾型、字符和字符串
4.4.5常用的字符編碼
4.4.6常見的程序錯誤和異常
4.4.7流程控制語句
4.4.8數組
4.5C#面向對象
4.5.1類的定義方法
4.5.2類的成員變量與成員函數的調用
習題
第5章虛擬現實程序開發
5.1Unity基礎知識
5.1.1Unity的歷史
5.1.2下載與安裝
5.1.3Unity編輯器
5.2場景創建
5.2.1遊戲物體與組件
5.2.2場景視圖操作
5.2.3遊戲地形
5.3物理引擎
5.3.1屬性
5.3.2詳細描述
5.3.3碰撞器
5.4粒子系統
5.4.1主面板Particle System
5.4.2Emission模塊
5.4.3粒子系統參數設置
5.4.4粒子動畫
5.4.5碰撞檢測
5.4.6新建粒子發射器
5.4.7粒子系統實例
5.5Unity腳本
5.5.1按順序創建腳本
5.5.2執行順序
5.5.3腳本的編譯順序
5.6用戶界面
5.6.1簡述
5.6.2創建菜單
5.6.3放置控件
5.6.4自動佈局
5.6.5樣式和皮膚
5.6.6Image組件
5.6.7Text組件
5.6.8創建一個界面
5.7Mecanim動畫系統
5.7.1基本知識
5.7.2動畫應用
5.8導航系統
5.8.1導航面板
5.8.2導航步驟
5.8.3上下斜坡
5.8.4自動尋路
5.8.5導航組件
5.9音樂音效
5.9.1音樂組件
5.9.2播放音樂的例子
5.9.3三維音效
5.10VR實例
5.10.1飛機引擎拆裝
5.10.2VR房地產項目講解
習題
第6章增強現實系統的標定
6.1系統幾何模型及坐標變換
6.1.1圖像坐標系和像素坐標系
6.1.2圖像坐標系與攝像機坐標系
6.1.3攝像機坐標系與世界坐標系
6.1.4攝像機標定模型
6.1.5攝像機的畸變
6.1.6標定參數
6.2攝像機標定
6.2.1攝像機標定方法分類
6.2.2直接線性變換方法
6.2.3Tsai兩步標定方法
6.2.4張正友平面標定方法
6.2.5基於主動視覺攝像機標定方法
6.2.6基於圓環點自標定方法
6.2.7基於Kruppa方程自標定方法
6.2.8基於絕對二次曲面自標定方法
6.3顯示系統的增強現實系統標定
6.3.1視頻透視式頭盔顯示器的標定
6.3.2光學透視式頭盔顯示器的標定
習題
第7章增強現實程序開發
7.1EasyAR SDK介紹
7.2EasyAR入門——第一個AR應用HelloAR
7.3EasyAR進階——多圖識別
7.4EasyAR進階——掃圖播放視頻
7.5EasyAR進階——三維物體識別與跟蹤
習題
參考文獻

作者介紹

趙曉麗，上海工程技術大學電子電氣工程學院副教授，長年從事圖像處理方面的研究工作，具有豐富的教學經驗，曾出版教材一本，發表教學及研究論文20餘篇。張立軍博士，上海工程技術大學講師，發表論文20餘篇。