第1章 计算机视觉与增强现实应用概论 1
1.1 计算机视觉概述 1
1.1.1 计算机视觉发展历程 2
1.1.2 计算机视觉常见模块 5
1.1.3 计算机视觉应用领域 8
小结 9
1.2 增强现实概述 9
1.2.1 增强现实发展历程 11
1.2.2 增强现实表现形式 14
1.2.3 增强现实应用领域 19
小结 21
第2章 增强现实理论基础 23
2.1 增强现实理论基础简介 23
2.2 增强现实的摄像机空间理论 25
2.2.1 摄像机透视模型 25
2.2.2 摄像机参数矩阵 27
2.2.3 双目摄像机立体视觉系统 32
小结 36
2.3 图像处理基本原理 37
2.3.1 数字图像的色彩模型 37
2.3.2 图像的截取与缩放 40
2.3.3 线性滤波器的运用 42
小结 46
2.4 图像局部特征的提取与匹配 46
2.4.1 SIFT特征描述子 47
2.4.2 ORB特征描述子 56
2.4.3 模板匹配 64
小结 66
2.5 图像的边缘检测 67
2.5.1 一阶导数边缘检测 67
2.5.2 二阶导数边缘检测 69
2.5.3 Canny算子边缘检测 73
2.5.4 基于二值图像的模板匹配 74
小结 80
2.6 位姿估计 80
2.7 用于运动状态预测的滤波器 83
2.7.1 贝叶斯滤波器 83
2.7.2 粒子滤波器 85
2.7.3 卡尔曼滤波器 90
小结 95
2.8 即时定位与地图构建系统 95
2.8.1 单目LSD-SLAM 97
2.8.2 单目ORB-SLAM 104
小结 107
第3章 增强现实系统简介 108
3.1 增强现实软件系统 108
3.1.1 增强现实软件系统概述 108
3.1.2 基于平面图像识别的增强现实系统 110
3.1.3 基于实物识别的增强现实系统 113
3.1.4 基于SLAM的增强现实系统 116
小结 117
3.2 增强现实硬件系统 117
3.2.1 基于高清摄像机的舞台增强现实系统 117
3.2.2 基于普通智能手机的增强现实系统 119
3.2.3 基于包含深度摄像模块的手持设备增强现实系统 119
3.2.4 基于单目智能眼镜的增强现实系统 122
3.2.5 基于双目可穿透式智能眼镜的增强现实系统 124
3.2.6 基于投影的增强现实系统 125
小结 127
3.3 国际主流增强现实引擎简介 127
第4章 增强现实相关的人机交互系统简介 129
4.1 手势识别交互系统 129
4.1.1 2D静态手势识别 129
4.1.2 2D动态手势识别 130
4.1.3 3D手势识别 130
4.2 语音识别交互系统 132
4.3 眼动追踪交互系统 134
小结 135
第5章 增强现实行业应用 136
5.1 增强现实在教育和技能培训领域的应用 136
5.1.1 早教类增强现实应用 137
5.1.2 学科教学类增强现实应用 138
5.1.3 工业培训类增强现实应用 140
5.2 增强现实在游戏娱乐领域的应用 141
5.3 市场营销类增强现实应用 143
5.4 文化旅游类增强现实应用 146
5.5 工业和医疗类增强现实应用 147
5.6 军事类增强现实应用 149
小结 150
第6章 增强现实系统发展趋势 151
6.1 增强现实软件发展趋势 151
6.1.1 深度学习与增强现实的结合 151
6.1.2 云计算技术与增强现实的结合 155
6.1.3 大范围三维重建技术 156
小结 160
6.2 增强现实硬件发展趋势 160
6.2.1 基于光场成像技术的增强现实系统 160
6.2.2 基于半导体光学的增强现实系统 169
小结 172
6.3 增强现实人机交互技术发展趋势 172
6.3.1 新形态用户界面 172
6.3.2 新形态交互技术 181
小结 182
第7章 结语 183