虚拟现实与增强现实技术概论PDF电子书下载

第1章 虚拟现实技术概论 1

1.1 虚拟现实技术的基本概念 1

1.1.1 虚拟现实技术定义 2

1.1.2 虚拟现实技术的特性 3

1.1.3 虚拟现实系统的组成 3

1.1.4 虚拟现实的关键技术 5

1.2 虚拟现实系统的分类 6

1.2.1 沉浸式虚拟现实系统 7

1.2.2 增强虚拟现实系统 8

1.2.3 桌面式虚拟现实系统 8

1.2.4 分布式虚拟现实系统 9

1.3 虚拟现实技术的主要研究对象 10

1.4 虚拟现实技术的应用 11

1.5 虚拟现实技术的发展和现状 13

1.5.1 虚拟现实技术发展历程 13

1.5.2 虚拟现实技术研究现状 14

1.5.3 虚拟现实技术的发展趋势 15

本章小结 16

第2章 虚拟现实系统的输入设备 18

2.1 三维位置跟踪器 18

2.1.1 跟踪器的性能参数 20

2.1.2 机械跟踪器 21

2.1.3 电磁跟踪器 22

2.1.4 超声波跟踪器 23

2.1.5 光学跟踪器 25

2.1.6 惯性跟踪器 26

2.1.7 GPS跟踪器 27

2.1.8 混合跟踪器 28

2.2 虚拟现实系统的交互接口 29

2.2.1 手势接口 29

2.2.2 三维鼠标 31

2.2.3 数据衣 32

本章小结 32

第3章 虚拟现实系统的输出设备 34

3.1 图形显示设备 34

3.1.1 人类视觉系统 35

3.1.2 头盔显示器 36

3.1.3 沉浸式立体投影系统 39

3.1.4 立体眼镜 42

3.2 声音显示设备 43

3.2.1 三维声音 43

3.2.2 人类的听觉系统 44

3.2.3 基于H RTF的三维声音 46

3.2.4 基于扬声器的三维声音 47

3.3 触觉反馈 48

3.3.1 人类的触觉系统 48

3.3.2 触觉反馈接口 49

3.3.3 力反馈接口 52

本章小结 54

第4章 虚拟现实的计算体系结构 56

4.1 绘制流水线 57

4.1.1 图形绘制流水线 58

4.1.2 触觉绘制流水线 62

4.2 图形体系结构 63

4.2.1 基于PC的图形体系结构 63

4.2.2 基于工作站的体系结构 65

4.3 分布式虚拟现实体系结构 66

4.3.1 多流水线同步 66

4.3.2 联合定位绘制流水线 68

4.3.3 分布式虚拟环境 70

本章小结 74

第5章 虚拟现实系统的核心技术 76

5.1 三维建模技术 76

5.1.1 几何建模技术 77

5.1.2 物理建模技术 78

5.1.3 行为建模技术 79

5.2 立体显示技术 80

5.2.1 双目视差显示技术 80

5.2.2 全息技术 82

5.3 真实感实时绘制技术 83

5.3.1 真实感绘制技术 83

5.3.2 图形实时绘制技术 84

5.4 三维虚拟声音的实现技术 85

5.5 人机交互技术 86

5.5.1 手势识别技术 86

5.5.2 面部表情识别技术 87

5.5.3 眼动跟踪技术 88

5.5.4 语音识别技术 88

5.6 碰撞检测技术 89

本章小结 90

第6章 三维全景技术 92

6.1 三维全景概述 92

6.1.1 三维全景的分类 93

6.1.2 三维全景特点 95

6.1.3 三维全景的应用领域 96

6.2 全景照片的拍摄硬件 100

6.2.1 硬件设备 100

6.2.2 硬件配置方案 103

6.3 全景照片的拍摄技巧 103

6.4 三维全景的软件实现方法 105

6.4.1 常见的三维全景软件 105

6.4.2 三维全景图的软件实现 106

本章小结 107

第7章 虚拟现实技术的应用 109

7.1 虚拟现实技术的早期应用 109

7.1.1 虚拟现实技术应用的起源 109

7.1.2 虚拟现实技术早期应用领域 110

7.2 虚拟现实技术的现代应用 110

7.2.1 虚拟游戏应用 110

7.2.2 虚拟医疗保健应用 113

7.2.3 虚拟工程制造业应用 116

7.2.4 虚拟城市规划应用 117

7.2.5 虚拟军事应用 119

7.2.6 虚拟娱乐与社交网络应用 120

7.2.7 虚拟商业应用 123

7.2.8 虚拟教育应用 125

7.3 虚拟现实技术应用的未来发展 126

本章小结 126

第8章 虚拟现实技术的相关软件 128

8.1 三维建模软件 128

8.1.1 3ds Max 129

8.1.2 Maya 129

8.1.3 Autodesk 123D 131

8.1.4 Blender 133

8.2 虚拟现实开发平台 135

8.2.1 Unity 3D 136

8.2.2 Virtools 136

8.2.3 VRP 137

8.3 Web3D技术 139

8.3.1 Web3D的实现技术 140

8.3.2 Web3D的产品和技术解决方案 140

本章小结 142

第9章 三维建模工具3ds Max 145

9.1 基本操作 145

9.1.1 软件启动与退出 145

9.1.2 文件的打开与保存 146

9.1.3 工作界面布局 146

9.1.4 视图区常用操作 150

9.1.5 主工具栏常用工具 151

9.2 基础建模 155

9.2.1 内置几何体建模 155

9.2.2 以样条线为基础建模 159

9.2.3 常用复合建模 162

9.3 材质与贴图 164

9.3.1 精简材质编辑器 165

9.3.2 贴图类型 166

9.3.3 贴图坐标 168

9.4 摄影机与灯光 168

9.4.1 摄影机简介 168

9.4.2 灯光简介 169

9.5 动画生成的基本流程 170

本章小结 171

第10章 三维开发工具Unity 3D 172

10.1 Unity 3D简介 172

10.2 Unity 3D入门及功能介绍 174

10.2.1 Unity 3D的版本 174

10.2.2 Unity 3D的安装 174

10.2.3 Unity 3D界面及菜单介绍 175

10.3 第一个Unity 3D程序Hello Cube 175

10.4 调试程序 179

10.4.1 显示Log 179

10.4.2 设置断点 180

10.5 光影 181

10.5.1 光源类型 181

10.5.2 环境光与雾 183

10.6 地形 183

10.7 天空盒 186

10.8 物理引擎 188

10.9 动画系统 190

10.10 外部资源应用 193

10.10.1 贴图 194

10.10.2 3ds Max静态模型导出 194

10.10.3 3ds Max动画导出 196

本章小结 197

第11章 虚拟实验室概述 198

11.1 虚拟实验室简介 198

11.1.1 虚拟实验室定义 198

11.1.2 虚拟实验室案例 199

11.1.3 虚拟实验室的基本组成 202

11.1.4 虚拟实验室的基本功能 204

11.1.5 虚拟实验室的主要特点 204

11.1.6 虚拟实验室的类型 206

11.2 虚拟实验室的国内外发展状况 208

11.2.1 国外虚拟实验室发展状况 208

11.2.2 国内虚拟实验室发展状况 209

11.3 虚拟实验室建设设计 210

本章小结 213

第12章 增强现实技术 214

12.1 增强现实技术概述 214

12.1.1 增强现实技术 215

12.1.2 国内外发展状况 217

12.1.3 增强现实系统的基本结构 218

12.1.4 增强现实与虚拟现实的联系与区别 219

12.2 增强现实核心技术 220

12.2.1 显示技术 220

12.2.2 三维注册技术 223

12.2.3 标定技术 224

12.3 移动增强现实技术 225

12.3.1 移动增强现实 225

12.3.2 移动增强现实体系构架 226

12.3.3 移动增强现实的核心技术 227

12.3.4 移动增强现实技术的应用 228

12.3.5 移动增强现实技术发展方向 228

12.4 增强现实的开发工具 229

12.4.1 ARToolKit简介 229

12.4.2 Vuforia简介 230

12.4.3 增强现实其他开发工具 232

12.5 增强现实的主要应用领域 233

12.5.1 娱乐领域 233

12.5.2 教育领域 234

12.5.3 产品装配、检验与维修领域 235

12.5.4 军事领域 236

12.5.5 医疗诊断领域 236

12.5.6 其他领域 237

12.6 增强现实技术未来发展趋势 237

本章小结 241

参考文献 242