增强现实 原理与实践 英文版PDF电子书下载

第1章 增强现实简介 1

定义和范围 3

增强现实简史 4

示例 13

工业和建筑业 13

维修和培训 17

医疗 18

个人信息显示 20

导航 21

电视 22

广告和商务 25

游戏 27

相关领域 28

混合现实连续体 28

虚拟现实 29

普适计算 30

小结 31

第2章 显示 33

多模态显示 34

听觉显示 34

触力觉显示 35

嗅觉和味觉显示 37

视觉感知 39

需求和特点 40

增强方法 40

单视和体视 42

焦距 45

遮挡 47

分辨率和刷新率 48

视场 50

视点偏移 51

亮度和对比度 53

畸变和像差 55

延迟 55

工效学 55

社会接受度 55

空间显示模型 56

视觉显示器 58

近眼式显示器 59

手持式显示器 69

固定式显示器 72

投影式显示器 78

小结 84

第3章 跟踪 85

跟踪、校准和注册 86

坐标系 87

模型转换 88

视角转换 88

投影转换 89

参考帧 89

跟踪技术的特点 90

物理现象 90

测量准则 91

测量的几何属性 91

传感器布置 91

信号源 92

自由度 92

测量坐标 92

空间传感器布置 93

工作空间覆盖 94

测量误差 94

时间特性 95

固定跟踪系统 96

机械跟踪 96

电磁跟踪 97

超声波跟踪 98

可移动传感器 99

全球定位系统 99

无线网络 101

磁力计 102

陀螺仪 102

线加速计 103

里程表 104

光学跟踪 105

基于模型的跟踪与无模型跟踪 106

光照 106

标志点与自然特征 109

目标识别 113

传感器融合 117

互补的传感器融合 117

竞争的传感器融合 117

协作的传感器融合 118

小结 120

第4章 增强现实中的计算机视觉 121

标志点跟踪 123

相机表示 124

标志点检测 126

单应位姿估计 128

位姿优化 132

多相机红外跟踪 132

团块检测 133

建立点对应 133

双相机三角测量 135

多相机三角测量 137

基于球形标志点的目标匹配 137

绝对朝向 137

基于检测的自然特征跟踪 138

兴趣点检测 140

描述子创建 144

描述子匹配 145

n点透视位姿 146

鲁棒位姿估计 148

增量跟踪 149

主动跟踪 150

KLT跟踪 151

零归一化互相关 152

分层搜索 154

联合检测和跟踪 155

同时定位与地图构建 156

计算本质矩阵的五点算法 157

集束调整 158

并行跟踪与地图构建 159

再定位与环闭合 160

稠密地图构建 161

户外跟踪 164

可伸缩视觉匹配 165

传感器先验信息 167

几何先验信息 169

同时跟踪、地图构建和定位 170

小结 176

第5章 标定和注册 179

相机标定 180

相机内参数 180

镜头畸变校正 182

显示器标定 183

单点主动对准法 185

基于点击装置的头盔显示器标定 186

手－眼标定 188

注册 190

几何测量失真 190

误差传播 191

延迟 192

滤波和预测 192

小结 194

第6章 视觉一致性 195

注册 196

遮挡 199

遮挡优化 201

概率遮挡 202

无模型遮挡 202

光度注册 205

基于图像的光照 207

光照检测 208

离线光照采集 210

基于静止图像的光度注册 210

基于镜面反射的光度注册 211

基于漫反射的光度注册 212

基于阴影的光度注册 214

户外光度注册 214

重建精确光源 215

光照技术 216

微分渲染 216

实时全局光照 218

阴影 220

散射全局光照 223

高光全局光照 225

消去实境 227

目标区域的确定 228

隐藏区域的观察和建模 228

目标区域的移除 229

基于投影的消去实境 230

相机仿真 231

镜头畸变 231

模糊 232

噪声 234

光晕 234

色差 234

拜耳模式伪影 235

色调映射伪影 235

风格化的增强现实 236

小结 237

第7章 情境可视化 239

挑战 241

数据过载 242

用户交互 242

注册误差 243

视觉干扰 243

时间一致 244

可视化注册 245

本地注册情境可视化 245

全局注册情境可视化 246

注册不确定性 247

注释和标记 248

标记的基础理论 248

优化技术 249

时间一致 250

基于图像的放置 252

易读性 253

X射线可视化 254

物体空间的重影 255

图像空间的重影 256

G缓冲的实现 258

空间操控 260

扩张图 260

空间扭曲 262

信息过滤 265

基于知识的过滤 265

空间过滤 265

基于知识的过滤与空间过滤的结合 267

小结 270

第8章 交互 271

输出模态 272

增强放置 272

灵巧显示 274

神奇棱镜 276

输入模态 279

刚体的追踪及操控 279

人体跟踪 281

手势 282

触摸 283

实物交互接口 286

可触摸界面 286

可触摸表面 287

可触摸通用形状 287

可触摸独特形状 289

透明可触摸 293

真实表面上的虚拟用户界面 294

增强纸 295

多视点交互界面 297

多种显示：焦点＋上下文 297

共享空间 298

多区域 300

交叉视点交互 303

触觉交互 304

多通道交互 304

可对话的智能体 306

小结 309

第9章 建模与注释 311

几何结构详述 312

点 313

面 314

体 315

外观详述 317

半自动重建 319

自由曲面建模 322

注释 325

小结 328

第10章 开发 329

增强现实的开发要求 330

真实世界界面 330

硬件抽象 332

开发流程 332

开发要素 333

角色 333

故事 334

舞台 334

交互 334

设置 335

独立开发方法 335

桌面开发 335

表演开发 337

插件方法 339

网络技术 341

小结 342

第11章 导航 345

人类导航的基本原理 346

探索与发现 347

路径可视化 347

视点导引 350

目标对象导引 350

目标视点导引 354

多视角 354

同步多视角 355

过渡界面 357

小结 360

第12章 协作 361

协作系统的特性 362

本地协作 364

个人显示与视图 366

凝视感知 368

共享空间内的灵巧协作 368

远程协作 370

视频共享 371

运用虚拟物体的视频共享 372

运用几何重建的视频共享 374

点击和手势 375

灵巧用户的远程协作 376

小结 377

第13章 软件架构 379

增强现实应用要求 380

环境控制和场景驱动 380

显示空间 381

虚实一致 381

语义知识 381

真实空间 382

软件工程要求 382

平台抽象 382

用户界面抽象 383

重用性和扩展性 383

分布式计算 384

解耦仿真 384

分布式对象系统 385

对象管理 386

案例学习：羊 387

数据流 389

数据流图 390

多模态交互 390

线程和调度 391

案例学习：可穿戴的增强现实开发 393

场景图 395

场景图的基本原理 395

依赖图 397

场景图整合 397

分布式共享场景图 399

开发支持 400

参数配置 401

脚本声明 401

案例学习：增强现实导览 403

程序脚本 405

混合语言程序设计 405

实时重配置 405

选择增强现实平台 407

小结 407

第14章 未来 409

商业案例驱动力 410

专业用户 410

普通消费者 411

AR开发者的愿望清单 411

相机底层API 412

多相机 412

宽视场相机 413

传感器 413

统一内存 413

移动GPU上的并行编程 414

优质显示设备 414

户外AR 415

不配合的用户 415

有限的设备能力 416

定位成功率 416

智能对象接口 417

虚拟现实与增强现实的融合 418

增强人类 419

AR作为戏剧媒介 420

AR作为社交计算平台 421

小结 422

参考文献 423