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