虚拟现实与增强现实技术概论

第1章虚拟现实技术概论

1.1虚拟现实技术的基本概念

1.1.1虚拟现实技术定义

1.1.2虚拟现实技术的特性

1.1.3虚拟现实系统的组成

1.1.4虚拟现实的关键技术

1.2虚拟现实系统的分类

1.2.1沉浸式虚拟现实系统

1.2.2增强虚拟现实系统

1.2.3桌面式虚拟现实系统

1.2.4分布式虚拟现实系统

1.3虚拟现实技术的主要研究对象

1.4虚拟现实技术的应用

1.5虚拟现实技术的发展和现状

1.5.1虚拟现实技术发展历程

1.5.2虚拟现实技术研究现状

1.5.3虚拟现实技术的发展趋势

本章小结

第2章虚拟现实系统的输入设备

2.1三维位置跟踪器

2.1.1跟踪器的性能参数

2.1.2机械跟踪器

2.1.3电磁跟踪器

2.1.4超声波跟踪器

2.1.5光学跟踪器

2.1.6惯性跟踪器

2.1.7GPS跟踪器

2.1.8混合跟踪器

2.2虚拟现实系统的交互接口

2.2.1手势接口

2.2.2三维鼠标

2.2.3数据衣

本章小结

第3章虚拟现实系统的输出设备

3.1图形显示设备

3.1.1人类视觉系统

3.1.2头盔显示器

3.1.3沉浸式立体投影系统

3.1.4立体眼镜

3.2声音显示设备

3.2.1三维声音

3.2.2人类的听觉系统

3.2.3基于HRTF的三维声音

3.2.4基于扬声器的三维声音

3.3触觉反馈

3.3.1人类的触觉系统

3.3.2触觉反馈接口

3.3.3力反馈接口

本章小结

第4章虚拟现实的计算体系结构

4.1绘制流水线

4.1.1图形绘制流水线

4.1.2触觉绘制流水线

4.2图形体系结构

4.2.1基于PC的图形体系结构

4.2.2基于工作站的体系结构

4.3分布式虚拟现实体系结构

4.3.1多流水线同步

4.3.2联合定位绘制流水线

4.3.3分布式虚拟环境

本章小结

第5章虚拟现实系统的核心技术

5.1三维建模技术

5.1.1几何建模技术

5.1.2物理建模技术

5.1.3行为建模技术

5.2立体显示技术

5.2.1双目视差显示技术

5.2.2全息技术

5.3真实感实时绘制技术

5.3.1真实感绘制技术

5.3.2图形实时绘制技术

5.4三维虚拟声音的实现技术

5.5人机交互技术

5.5.1手势识别技术

5.5.2面部表情识别技术

5.5.3眼动跟踪技术

5.5.4语音识别技术

5.6碰撞检测技术

本章小结

第6章三维全景技术

6.1三维全景概述

6.1.1三维全景的分类

6.1.2三维全景特点

6.1.3三维全景的应用领域

6.2全景照片的拍摄硬件

6.2.1硬件设备

6.2.2硬件配置方案

6.3全景照片的拍摄技巧

6.4三维全景的软件实现方法

6.4.1常见的三维全景软件

6.4.2三维全景图的软件实现

本章小结

第7章虚拟现实技术的应用

7.1虚拟现实技术的早期应用

7.1.1虚拟现实技术应用的起源

7.1.2虚拟现实技术早期应用领域

7.2虚拟现实技术的现代应用

7.2.1虚拟游戏应用

7.2.2虚拟医疗保健应用

7.2.3虚拟工程制造业应用

7.2.4虚拟城市规划应用

7.2.5虚拟军事应用

7.2.6虚拟娱乐与社交网络应用

7.2.7虚拟商业应用

7.2.8虚拟教育应用

7.3虚拟现实技术应用的未来发展

本章小结

第8章虚拟现实技术的相关软件

8.1三维建模软件

8.1.13ds Max

8.1.2Maya

8.1.3Autodesk 123D

8.1.4Blender

8.2虚拟现实开发平台

8.2.1Unity 3D

8.2.2Virtools

8.2.3VRP

8.3Web3D技术

8.3.1Web3D的实现技术

8.3.2Web3D的产品和技术解决方案

本章小结

第9章三维建模工具3ds Max

9.1基本操作

9.1.1软件启动与退出

9.1.2文件的打开与保存

9.1.3工作界面布局

9.1.4视图区常用操作

9.1.5主工具栏常用工具

9.2基础建模

9.2.1内置几何体建模

9.2.2以样条线为基础建模

9.2.3常用复合建模

9.3材质与贴图

9.3.1精简材质编辑器

9.3.2贴图类型

9.3.3贴图坐标

9.4摄影机与灯光

9.4.1摄影机简介

9.4.2灯光简介

9.5动画生成的基本流程

本章小结

第10章三维开发工具Unity 3D

10.1Unity 3D简介

10.2Unity 3D入门及功能介绍

10.2.1Unity 3D的版本

10.2.2Unity 3D的安装

10.2.3Unity 3D界面及菜单介绍

10.3第一个Unity 3D程序Hello Cube

10.4调试程序

10.4.1显示Log

10.4.2设置断点

10.5光影

10.5.1光源类型

10.5.2环境光与雾

10.6地形

10.7天空盒

10.8物理引擎

10.9动画系统

10.10外部资源应用

10.10.1贴图

10.10.23ds Max静态模型导出

10.10.33ds Max动画导出

本章小结

第11章虚拟实验室概述

11.1虚拟实验室简介

11.1.1虚拟实验室定义

11.1.2虚拟实验室案例

11.1.3虚拟实验室的基本组成

11.1.4虚拟实验室的基本功能

11.1.5虚拟实验室的主要特点

11.1.6虚拟实验室的类型

11.2虚拟实验室的国内外发展状况

11.2.1国外虚拟实验室发展状况

11.2.2国内虚拟实验室发展状况

11.3虚拟实验室建设设计

本章小结

第12章增强现实技术

12.1增强现实技术概述

12.1.1增强现实技术

12.1.2国内外发展状况

12.1.3增强现实系统的基本结构

12.1.4增强现实与虚拟现实的联系与区别

12.2增强现实核心技术

12.2.1显示技术

12.2.2三维注册技术

12.2.3标定技术

12.3移动增强现实技术

12.3.1移动增强现实

12.3.2移动增强现实体系构架

12.3.3移动增强现实的核心技术

12.3.4移动增强现实技术的应用

12.3.5移动增强现实技术发展方向

12.4增强现实的开发工具

12.4.1ARToolKit简介

12.4.2Vuforia简介

12.4.3增强现实其他开发工具

12.5增强现实的主要应用领域

12.5.1娱乐领域

12.5.2教育领域

12.5.3产品装配、检验与维修领域

12.5.4军事领域

12.5.5医疗诊断领域

12.5.6其他领域

12.6增强现实技术未来发展趋势

本章小结

参考文献

虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR）在我们生活中的应用越来越广泛，在教育界的应用更是意义显著，对提高教学效率和学生学习效果尤为重要，大学生需要成为虚拟现实技术的应用者与受益者。但当今真正懂得和了解VR与AR的人并不多，为改变这种不协调的现象，我们编写了《虚拟现实与增强现实技术概论》一书。本书通篇贯彻概念清晰、要点突出、说明细致透彻、以大量的典型案例贯穿其中的写作主旨。此外为了便于读者学习，对书中涉猎的晦涩难懂的专业词汇全部进行了详细的注释，使读者能够由浅入深地认识和掌握虚拟现实及增强现实技术，从而促进该技术的普及与应用。全书分为12章。第1章为虚拟现实技术概论，第2章为虚拟现实系统的输入设备，第3章为虚拟现实系统的输出设备，第4章为虚拟现实的计算体系结构，第5章为虚拟现实系统的核心技术，第6章为三维全景技术，第7章为虚拟现实技术的应用，第8章为虚拟现实技术的相关软件，第9章为三维建模工具3ds Max，第10章为三维开发工具Unity 3D，第11章为虚拟实验室概述，第12章为增强现实技术。本书可作为高等院校基础教学用书，也可作为虚拟技术应用研究用书，还可作为虚拟技术爱好者的参考用书，本书配套的《虚拟现实与增强现实技术概论实验指导与习题集》将一同出版。

1.概念简明易懂，注重方法运用与技能掌握，并以大量的典型实例贯穿其中，尽量减少晦涩难懂的公式推导和理论性研究。
2.本书还介绍了三维建模软件3dsMax和Unity3D的使用技巧，并给出了具体实例。本书可以用于启发式教学模式，同时适合混合式教学模式，且便于学生理解和掌握。