描述
开 本: 16开纸 张: 纯质纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787553792286
第 1章.虚拟现实简述 …………………………………………………………………… 1
1.1 虚拟现实发展史 ……………………………………………………………………… 2
1.2 虚拟现实、增强现实和混合现实的概念 ……………………………………………… 7
1.3 当今虚拟现实的技术及应用 ………………………………………………………… 10
1.4 虚拟现实的未来 ………………………………………………………………………17
1.5 结论 ……………………………………………………………………………………18
第 2章.虚拟现实系统的输入装置 ……………………………………………………19
2.1 输入装置的特性 ……………………………………………………………………… 20
2.2 手动输入装置 …………………………………………………………………………23
2.3 非手动输入装置 ……………………………………………………………………… 30
2.4 体感输入装置 …………………………………………………………………………32
2.5 环境的动态数据输入 …………………………………………………………………34
2.6 结论 ……………………………………………………………………………………37
第 3章.虚拟现实系统的输出装置 ……………………………………………………39
3.1 视觉上的输出装置 …………………………………………………………………… 40
3.2 听觉上的输出装置 …………………………………………………………………… 50
3.3 触觉上的输出装置 ……………………………………………………………………56
3.4 其他感官上的输出装置 ……………………………………………………………… 60
3.5 结论 ……………………………………………………………………………………61
第4章VR和AR的成像原理 …………………………………………………………63
4.1 原理与架构 ……………………………………………………………………………64
4.2 视觉成像原理 …………………………………………………………………………80
4.3 平台选择 …………………………………………………………………………… 101
4.4 结论 ………………………………………………………………………………… 102
第 5章.虚拟世界与特征定义………………………………………………………… 105
5.1 计算机视觉与三维模型 …………………………………………………………… 106
5.2 什么是计算机视觉 ………………………………………………………………… 106
5.3 图像形成与处理 …………………………………………………………………… 109
5.4 特征检测与匹配 …………………………………………………………………… 111
5.5 特征算法的始祖 SIFT与 SURF …………………………………………………… 112
5.6 其他快速算法 ……………………………………………………………………… 118
5.7 三维建模的拍摄方法 ……………………………………………………………… 119
5.8 结论 ………………………………………………………………………………… 124
第6章AR和MR的定位原理 ……………………………………………………… 125
6.1 物件的追踪和轨迹 ………………………………………………………………… 126
6.2 空间坐标系统 ……………………………………………………………………… 129
6.3 物件追踪 …………………………………………………………………………… 130
6.4 自然特征 …………………………………………………………………………… 132
6.5 目标识别 …………………………………………………………………………… 134
6.6 传感器融合 ………………………………………………………………………… 136
6.7 结论 ………………………………………………………………………………… 140
第 7章.把虚拟现实引入 Web ……………………………………………………… 141
7.1 WebVR简介 ………………………………………………………………………… 142
7.2 WebVR框架 ………………………………………………………………………… 143
7.3 WebVR设备 ………………………………………………………………………… 146
7.4 A-Frame简介 ……………………………………………………………………… 149
7.5 构建虚拟现实内容 ………………………………………………………………… 169
7.6 结论 ………………………………………………………………………………… 183
第8章AR案例介绍 ………………………………………………………………… 185
8.1 AR案例研讨——Vuforia …………………………………………………………… 186
8.2 AR案例研讨——Projector ………………………………………………………… 202
8.3 结论 ………………………………………………………………………………… 223
参考文献 …………………………………………………………………………………… 224
近年来虚拟现实技术的应用领域不断扩大，应用方式愈加灵活，成了当下*热门的技术之一。随着其他相关技术产业的发展进步，虚拟现实技术的可行性和实用性大大提升，开发和应用环境愈加完善成熟。将虚拟和现实无缝结合的技术特性使虚拟现实技术拥有巨大潜力，可以被应用于生产生活的各个方面，可与娱乐、社交、通信、房地产、旅游、教育等领域完美融合，为这些领域带来新的活力，促进其发展，影响其未来。而虚拟现实技术作为新兴的、有待探索和开发的前沿技术，需要大量的相关技术开发人才来开拓其新应用，探索更多的可能性，推动技术的发展。人才数量决定了虚拟现实产业的发展规模，人才质量决定了虚拟现实产业的发展程度，虚拟现实技术人才的培养刻不容缓。
笔者在虚拟现实领域的长期探索实践中积累了丰富的虚拟现实技术知识，希望能够通过本书，从虚拟现实的基础知识谈起，循序渐进地讲解虚拟现实的原理，并结合具体实例说明虚拟现实技术的具体应用，有条不紊地呈现虚拟现实技术与其他各领域的结合和扩展。这本书的内容包括虚拟现实简述、虚拟现实系统的输入装置、虚拟现实系统的输出装置、VR和 AR的成像原理、虚拟世界和特征定义、AR和 MR的定位原理、把虚拟现实引入 Web、AR与 Vuforia介绍等，笔者将自己想要与读者分享的关于虚拟现实技术的相关知识浓缩于此，希望读者能够快速掌握虚拟现实的关键概念及技术、精准地洞悉虚拟现实产业发展的趋势，成为具有虚拟现实知识的专业人才。
本书的完成要感谢天津大学数据科学与服务工程实验室硕士研究生赵莹、任晓琪、沙飞宇、刘孟鑫、张金琛、李子祺、周哲远、何洋、侯佳旺等同学对于教材内容、材料收集所付出的心力。期待本书可以为大家带来实质性的收获。
天津大学智能与计算学部 陶文源
我从事资讯科技和教育多年，一直坚持不断探索的初心，紧紧把握新技术的发展方向。从早期的专家系统、机械学习，再到如今的物联网、深度学习和虚拟现实，所有的研发始终围绕着一句话“科技来自于人性”：科技的发展是为了更好地服务大众，为人们带去便利，与此同时，人们需求的增加也促进了更多新技术的研发。
随着 5G网络和移动设备的逐渐普及，各行业对互联互通的需求日益增长，我们的真实生活开始密切地与虚拟世界打交道。从网络社群、实时影音，到电子商务、医疗服务等，以往诸多现实生活中真实的人类互动，正迅速转移到虚拟平台上。对于所有人来说，在虚拟世界中进行人际交流和个人资产的累积，更甚于真实世界的影响力。尤其是对于年轻一代来说，虚拟世界比他们的现实生活，和他们的关系更近、关联更多。
本研究团队希望通过该书的阅读，能带给读者新的认知，使其了解虚拟现实科技给我们生活带来的重大影响：该科技不仅能chaoyue时间、空间中的真实感官体验，并可借助高拟真动画技术，充分还原过去的历史文物与事件情景，极大地颠覆了各行各业使用者的互动方式。而增强现实科技更是可以借助物件辨识技术，让指定的动画效果出现在现实场景中，这一切的应用都来源于上述的那句话，“科技来自于人性”。
天津大学智能与计算学部 翁仲铭
虚拟现实技术（VR）与增强现实技术（AR）在近几年来，一直受到各行各业与新闻媒体的高度关注，越来越多的 VR与 AR产品相继问世，应用领域广泛，在医学、娱乐、军事航天、室内设计、教育、工业仿真等领域均有不错的应用成果， VR超级教室、 VR无人机、VR划船器、VR主题乐园、AR游戏、AR博物馆等产品以新颖独特的方式为大众提供了趣味性、便利性、高效性的应用体验。虚拟现实技术的基本原理是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，为用户提供关于视觉、听觉、触觉等感官的反映。增强现实技术是基于虚拟现实技术而发展起来的一门新技术，是计算机系统提供给用户对现实世界感知的技术，是将虚拟的信息应用到真实世界的技术。人们通过利用 VR与 AR技术，将一些危险或难以实现的场景以虚拟的形式展现出来，让用户能够在其中进行沉浸式的交互体验。
本书主要介绍了虚拟现实技术与增强现实技术的原理及应用，同时扩展介绍了部分混合现实（MR）的技术原理，并且从硬件与软件的角度引导读者全面了解虚拟现实技术与增强现实技术的实现方式，争取使读者成为兼具基本理论知识和实际操作能力的虚拟现实技术与增强现实技术的掌握者和应用者。
天津大学智能与计算学部、天津中医药大学健康科学与工程学院 孟昭鹏
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