VR到AR——一种循序渐进的技术演变
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广东广州
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作者方艳红,吴斌,张红英
出版社科学出版社
ISBN9787030664235
出版时间2020-11
装帧平装
开本16开
定价135元
货号1202178391
上书时间2024-08-06
商品详情
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目录
章VR概述1
1.1什么是VR1
1.2VR系统组成2
1.3VR特点3
1.4VR发展历史4
1.5VR系统的分类7
1.6VR技术的应用9
1.7VR技术经典应用案例12
1.8VR关键技术13
1.9VR技术需要突破的瓶颈15
1.10本章小结16
第2章VR技术在三维场景重建中的应用17
2.1VR三维场景重建定义17
2.2VR三维场景重建研究现状18
2.3三维虚拟公司园区简介系统分析19
2.3.1研究背景分析19
2.3.2系统功能分析19
2.3.3相关开发工具说明20
2.4三维虚拟公司园区简介系统总体设计21
2.5三维虚拟场景设计与实现22
2.5.1园区的测绘与准备23
2.5.2主要建筑物的设计24
2.5.3建筑物的纹理映射与贴图25
2.5.4建模过程中需要注意的问题27
2.5.5园区绿化带的设计28
2.5.6地下车库出入口的设计29
2.5.7地面天空设计29
2.5.8摄影机的添加与调整30
2.5.9布光31
2.5.10虚拟园区的整体渲染及导出31
2.6虚拟园区简介系统设计与实现33
2.6.1Unity3D环境下三维模型导入33
2.6.2园区场景的完善34
2.6.3系统人物模型控制36
2.6.4摄像机跟随角色运动的程序设计38
2.6.5简介说明的UI设计40
2.7虚拟园区简介系统展示41
2.8本章小结42
第3章VR在远程手术仿真系统中的应用43
3.1基于VR的远程手术仿真系统分析43
3.2基于VR的远程手术仿真设计44
3.2.1功能特点44
3.2.2系统结构44
3.2.3系统模块设计思想45
3.3远程通信实现47
3.3.1远程视频语音通信实现47
3.3.2虚拟仿真数据通信实现48
3.4VR手术仿真系统的实现50
3.4.1二维医学图像共享浏览功能50
3.4.2三维重建功能52
3.5基于VR的远程手术仿真测试53
3.5.1系统测试结果53
3.5.2系统测试结果分析55
3.6本章小结56
第4章VR中柔性体力触觉渲染研究57
4.1柔性体力触觉研究简介57
4.1.1柔性体力触觉渲染方法概述59
4.1.2相关技术国内外研究现状61
4.1.3本章研究目标、内容66
4.2SH简介67
4.2.1SH定义67
4.2.2SH变换68
4.2.3SH在柔性体力触觉渲染中的应用可行性分析69
4.3基于SH的柔性体几何建模70
4.3.1球面参数化70
4.3.2SH展开和曲面重构74
4.4基于SH的柔性体力触觉模型建立76
4.4.1共同参照系统建立76
4.4.2SH模型群组分析78
4.4.3同源物体形变力反馈计算80
4.4.4基于SH的柔性体力触觉模型分析81
4.5基于SH的力触觉渲染控制算法82
4.5.1基于SH与距离场的碰撞检测82
4.5.2基于SH与RBF-NN的实时碰撞响应86
4.5.3方法结论89
4.6柔性体力触觉渲染系统实现89
4.6.1柔性体力触觉渲染系统组成89
4.6.2虚拟场景构建92
4.6.3系统测试95
4.7本章小结97
第5章AR概述99
5.1什么是AR99
5.2AR系统组成100
5.3AR设备资料101
5.4AR技术特点103
5.5AR开发平台105
5.6AR技术应用106
5.7AR与VR的区别107
5.8本章小结108
第6章AR游戏开发109
6.1AR游戏开发简介109
6.2基于Unity3D引擎的空中战机游戏开发简介110
6.3游戏功能分析112
6.3.1游戏系统需求分析112
6.3.2游戏元素需求分析113
6.3.3游戏功能需求分析115
6.4游戏具体实现117
6.4.1游戏控制系统实现118
6.4.2游戏关卡系统实现120
6.4.3游戏用户体验系统实现123
6.5游戏项目测试127
6.5.1测试过程描述127
6.5.2测试效果分析127
6.6本章小结130
第7章AR技术在物联网家居系统中的应用131
7.1系统分析131
7.1.1需求分析综述131
7.1.2功能需求分析133
7.1.3性能需求分析134
7.2系统设计原理及相关技术135
7.2.1Kinect信息采集136
7.2.2PC端信息处理平台137
7.2.3Zigbee局域网系统143
7.2.4远程居家监护通信方式145
7.3系统实现146
7.3.1系统开发环境搭建146
7.3.2居家自助功能实现147
7.3.3居家监护功能实现152
7.4系统测试及结果分析155
7.4.1居家自助功能测试155
7.4.2居家监护功能测试156
7.4.3结果分析158
7.5本章小结159
第8章AR技术在骨关节功能评价系统中的应用160
8.1系统分析160
8.2系统设计方法概述162
8.3系统设计基本原理及相关技术162
8.3.1项目开发平台与工具163
8.3.2人体监测与跟踪技术163
8.3.3聚类分析与骨关节健康评估方案165
8.4基于Kinect的骨关节角度测量166
8.4.1骨关节数据采集166
8.4.2骨关节角度计算168
8.4.3数据记录与文档保存169
8.5骨关节功能评价系统界面设计170
8.6骨关节功能评价172
8.6.1K-means聚类算法173
8.6.2数据测试与分析176
8.6.3功能分类算法验证177
8.7系统实现178
8.8系统测试180
8.9本章小结180
第9章基于Kinect深度图像的导盲系统设计182
9.1系统分析182
9.2系统设计183
9.2.1OpenCV和Kinect的环境配置184
9.2.2Kinect深度图像处理186
9.2.3文字转语音处理187
9.3障碍物识别算法187
9.3.1深度图像处理188
9.3.2彩色图像处理189
9.3.3障碍物轮廓计算191
9.3.4障碍物面积筛选192
9.3.5寻找轮廓的最小外接矩形193
9.3.6障碍物三维坐标标定194
9.3.7存图像——SaveImage函数196
9.4基于Kinect导盲系统实现197
9.4.1系统实现197
9.4.2多线程实现198
9.4.3消除地面影响198
9.5系统测试198
9.6本章小结200
0章基于Kinect的人体动态图像三维重建201
10.1动态图像三维重建研究简介201
10.2三维重建环境搭建202
10.3Kinect深度图像预处理203
10.4深度图像点云计算及三角化207
10.4.1点云原理207
10.4.2点云计算208
10.4.3点云三角化211
10.5顶点法向计算211
10.5.1计算法向211
10.5.2顶点选取213
10.6点云配准213
10.7数据融合215
10.8表面生成216
10.9人体动态三维图像重建结果分析217
10.10本章小结218
1章AR技术在疲劳驾驶监测系统中的应用219
11.1系统分析219
11.2系统设计220
11.3系统实现221
11.3.1RealSense3D环境配置221
11.3.2Unity环境下使用RealSense3D223
11.3.3疲劳驾驶监测226
11.4系统测试结果及分析228
11.5本章小结229
参考文献231
内容摘要
增强现实（augmented reality，AR）作为虚拟现实（virtual reality，VR）的技术延伸，是虚拟与现实的连接入口，是一种实时计算摄像机捕捉到的现实影像的位置及角度并加上相应虚拟信息的技术。伴随着AR技术的快速发展，其体感交互设备Kinect、RealSense也被广泛应用于游戏、物联网家居控制、医学、导航与定位、三维重建等领域。本书从系统设计的角度出发，由浅入深地讲述了VR和AR系统开发的关键技术，以实例设计的方式讲解VR、AR系统的具体开发流程和步骤。本书分为两大部分，部分是VR技术的开发与应用，主要讲述VR技术在三维重建、远程手术仿真、柔性体力触觉渲染中的研究，包括～4章；第二部分是AR技术的开发与应用，主要讲述AR技术在游戏开发、物联网家居控制、骨关节功能评价、导盲、人体动态图像三维重建以及疲劳驾驶监测等系统中的研究与应用，包括第5～11章。
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