增強現實技術的目標是將計算機生成的虛擬環境與用戶周圍的現實環境融為一體，使用戶從感官效果上確信虛擬環境是其周圍真實環境的組成部分。因此，增強現實技術具有虛實結合、實時互動、三維註冊的新特點。圍繞這三方面，本書系統介紹了增強現實系統的標定方法、實現虛擬與真實環境無縫融合的顯示設備、有標識的六自由度跟蹤註冊技術、無標識的六自由度跟蹤註冊技術以及適用於移動終端的增強現實系統。典型的套用實例包括基於增強現實技術的輕量級飛行模擬器的開發以及基於增強現實技術的圓明園數字重現定點觀察設備。 在內容的選擇上，全書基本覆蓋了增強現實技術的主要研究內容，並對核心關鍵技術進行了深入探討。
基本介紹
- 中文名：增強現實技術導論
- 外文名：Introduction of Augmented Reality
- 出版社：科學出版社
- 定價：128元
- ISBN：9787030440259
- 出版日期：2015年6月
目錄
前言
第1章引言
1.1增強現實技術的概念和發展
1.1.1虛擬現實技術
第1章引言
1.1增強現實技術的概念和發展
1.1.1虛擬現實技術
1.2增強現實系統中的硬體與軟體包
1.2.1增強現實系統中的硬體
1.2.2增強現實系統軟體包
1.2.3增強現實技術的國內外研究機構
1.3增強現實技術的難點
1.3.1增強現實系統中的頭盔顯示技術
1.3.2增強現實系統中的跟蹤註冊技術
1.3.3增強現實系統的互動技術
1.4增強現實技術的套用領域
參考文獻
第2章增強現實系統的顯示技術
2.1顯示設備的分類及概述
2.1.1螢幕顯示器
2.1.2頭盔顯示器
2.1.3投影式頭盔顯示器
2.1.4視網膜直接成像顯示器
2.1.5投影顯示設備
2.1.6智慧型可穿戴顯示設備
2.2.1自由曲面頭盔顯示器
2.2.2全息波導型頭盔顯示器
2.2.3幾何波導型頭盔顯示器
2.2.4高性能頭盔顯示技術
2.2.5真實立體感頭盔顯示技術
2.3增強現實頭盔顯示器的設計要點
2.3.1頭盔顯示器的組成與原理
2.3.2頭盔顯示器的光學系統設計要點
2.3.3部分國內外頭盔顯示器的設計
參考文獻
第3章增強現實系統的標定
3.1攝像機的幾何模型和坐標變換
1.2.1增強現實系統中的硬體
1.2.2增強現實系統軟體包
1.2.3增強現實技術的國內外研究機構
1.3增強現實技術的難點
1.3.1增強現實系統中的頭盔顯示技術
1.3.2增強現實系統中的跟蹤註冊技術
1.3.3增強現實系統的互動技術
1.4增強現實技術的套用領域
參考文獻
第2章增強現實系統的顯示技術
2.1顯示設備的分類及概述
2.1.1螢幕顯示器
2.1.2頭盔顯示器
2.1.3投影式頭盔顯示器
2.1.4視網膜直接成像顯示器
2.1.5投影顯示設備
2.1.6智慧型可穿戴顯示設備
2.2.1自由曲面頭盔顯示器
2.2.2全息波導型頭盔顯示器
2.2.3幾何波導型頭盔顯示器
2.2.4高性能頭盔顯示技術
2.2.5真實立體感頭盔顯示技術
2.3增強現實頭盔顯示器的設計要點
2.3.1頭盔顯示器的組成與原理
2.3.2頭盔顯示器的光學系統設計要點
2.3.3部分國內外頭盔顯示器的設計
參考文獻
第3章增強現實系統的標定
3.1攝像機的幾何模型和坐標變換
3.1.1圖像坐標系與像素坐標系
3.1.2圖像坐標系與攝像機坐標系
3.1.3攝像機坐標系與世界坐標系
3.2攝像機標定
3.2.1線性模型的攝像機標定
3.2.2基於平面方格點的攝像機標定
3.2.3非線性模型的攝像機標定
3.3基於透視式頭盔顯示器的增強現實系統標定
3.3.1視頻透視式增強現實系統的標定
3.3.2光學透視式頭盔顯示器的標定技術
參考文獻
第4章基於標識的增強現實跟蹤註冊技術
4.1基於標識的跟蹤註冊技術概述
4.2常用的標識點
4.2.1ARToolkit方形標識點
4.2.2SCR標識點系統
4.2.3環形標識點
4.2.4Sony計算機實驗室標識點
4.2.5室內裝飾性人工標識
4.2.6紅外標識系統
4.3各種人工標識系統中的識別定位算法比較
4.3.1人工標識的形狀
4.3.2標識的顏色
4.3.3定位標識區域
4.3.4標識的可識別範圍
4.3.5特徵點提取
4.3.6標識的編碼信息量
4.3.7理想特徵的概要
參考文獻130
第5章無標識增強現實三維跟蹤註冊
5.1基於場景平面的增強現實跟蹤註冊
5.1.1系統初始化
5.1.2攝像機位姿估計
5.1.3實驗結果
5.2基於模型和關鍵幀的註冊方法
5.2.13D場景模型與關鍵幀的創建
5.2.2選擇參考圖像幀
5.2.3寬基線匹配
5.2.4攝像機位姿求解
5.2.5實驗結果
5.2.6算法評價
5.3基於圖像匹配的無標識跟蹤註冊方法
5.3.1關鍵幀匹配
5.3.22D圖像匹配算法
5.3.3實驗結果
5.4基於SIFT特徵的無標識點跟蹤註冊方法
5.4.1SIFT特徵描述運算元
5.4.2SIFT關鍵點的匹配
5.4.3基於SIFT特徵的攝像機位姿估計
5.5基於運動結構重建的跟蹤註冊算法
5.5.1MonoSLAM算法
5.5.2PTAM算法
5.6混合跟蹤註冊
5.6.1根據感測器類型分類
3.1.2圖像坐標系與攝像機坐標系
3.1.3攝像機坐標系與世界坐標系
3.2攝像機標定
3.2.1線性模型的攝像機標定
3.2.2基於平面方格點的攝像機標定
3.2.3非線性模型的攝像機標定
3.3基於透視式頭盔顯示器的增強現實系統標定
3.3.1視頻透視式增強現實系統的標定
3.3.2光學透視式頭盔顯示器的標定技術
參考文獻
第4章基於標識的增強現實跟蹤註冊技術
4.1基於標識的跟蹤註冊技術概述
4.2常用的標識點
4.2.1ARToolkit方形標識點
4.2.2SCR標識點系統
4.2.3環形標識點
4.2.4Sony計算機實驗室標識點
4.2.5室內裝飾性人工標識
4.2.6紅外標識系統
4.3各種人工標識系統中的識別定位算法比較
4.3.1人工標識的形狀
4.3.2標識的顏色
4.3.3定位標識區域
4.3.4標識的可識別範圍
4.3.5特徵點提取
4.3.6標識的編碼信息量
4.3.7理想特徵的概要
參考文獻130
第5章無標識增強現實三維跟蹤註冊
5.1基於場景平面的增強現實跟蹤註冊
5.1.1系統初始化
5.1.2攝像機位姿估計
5.1.3實驗結果
5.2基於模型和關鍵幀的註冊方法
5.2.13D場景模型與關鍵幀的創建
5.2.2選擇參考圖像幀
5.2.3寬基線匹配
5.2.4攝像機位姿求解
5.2.5實驗結果
5.2.6算法評價
5.3基於圖像匹配的無標識跟蹤註冊方法
5.3.1關鍵幀匹配
5.3.22D圖像匹配算法
5.3.3實驗結果
5.4基於SIFT特徵的無標識點跟蹤註冊方法
5.4.1SIFT特徵描述運算元
5.4.2SIFT關鍵點的匹配
5.4.3基於SIFT特徵的攝像機位姿估計
5.5基於運動結構重建的跟蹤註冊算法
5.5.1MonoSLAM算法
5.5.2PTAM算法
5.6混合跟蹤註冊
5.6.1根據感測器類型分類
5.6.2根據感測器融合方式分類
5.7無標識跟蹤註冊算法的未來研究方向
參考文獻
第6章移動增強現實系統
6.1概述
6.2移動增強現實系統的研究現狀
6.2.1移動增強現實技術的學術研究
6.2.2移動增強現實技術的商業套用
6.3面向智慧型手機的移動增強現實核心技術
6.3.1主體結構框架
6.3.2跟蹤定位算法
6.3.3海量場景的目標識別
6.3.4人機互動方式
6.3.5數據通信和傳輸
6.3.6功耗
6.4Android系統開發環境
6.4.1Android作業系統
6.4.2手機硬體環境和軟體開發環境
6.4.3OpenCV庫編譯和基於NDK的開發
6.4.4部分增強現實功能實現
參考文獻
第7章增強現實技術的套用實例———輕量級飛行模擬器
7.1增強現實輕量級飛行模擬器
7.1.1系統功能
7.1.2系統結構
7.1.3座艙視景的虛實融合原理
7.1.4樣機系統實現與測試
7.2改進型增強現實輕量級飛行模擬器
7.2.1改進型增強現實飛行座艙系統設計
7.2.2座艙頭部跟蹤系統的實驗模擬
7.2.3跟蹤器的實驗對比結果
參考文獻
第8章增強現實技術的套用實例———圓明園定點觀景器
8.1第一代定點增強現實觀景器
8.2第二代增強現實定點觀景器
8.2.1第二代增強現實定點系統的優點
8.2.2第二代系統的構建
5.7無標識跟蹤註冊算法的未來研究方向
參考文獻
第6章移動增強現實系統
6.1概述
6.2移動增強現實系統的研究現狀
6.2.1移動增強現實技術的學術研究
6.2.2移動增強現實技術的商業套用
6.3面向智慧型手機的移動增強現實核心技術
6.3.1主體結構框架
6.3.2跟蹤定位算法
6.3.3海量場景的目標識別
6.3.4人機互動方式
6.3.5數據通信和傳輸
6.3.6功耗
6.4Android系統開發環境
6.4.1Android作業系統
6.4.2手機硬體環境和軟體開發環境
6.4.3OpenCV庫編譯和基於NDK的開發
6.4.4部分增強現實功能實現
參考文獻
第7章增強現實技術的套用實例———輕量級飛行模擬器
7.1增強現實輕量級飛行模擬器
7.1.1系統功能
7.1.2系統結構
7.1.3座艙視景的虛實融合原理
7.1.4樣機系統實現與測試
7.2改進型增強現實輕量級飛行模擬器
7.2.1改進型增強現實飛行座艙系統設計
7.2.2座艙頭部跟蹤系統的實驗模擬
7.2.3跟蹤器的實驗對比結果
參考文獻
第8章增強現實技術的套用實例———圓明園定點觀景器
8.1第一代定點增強現實觀景器
8.2第二代增強現實定點觀景器
8.2.1第二代增強現實定點系統的優點
8.2.2第二代系統的構建
8.4.1系統構成
8.4.2樣機設備與操作使用
8.4.2樣機設備與操作使用
