虛擬現實技術及其套用(莊春華、王普編著書籍)

本書全面地介紹了虛擬現實技術的相關理論和研究成果，包括虛擬場景建模、人機互動、虛擬現實開發工具等。本書突出理論研究與實際套用的結合，詳細介紹了基於圖像的建模技術和一些研究成果，提供了虛擬現實技術在消防、工業控制、衛星導航定位系統上的套用開發實例，包括開發程式的原始碼，便於讀者對虛擬現實技術的理解和掌握，從而對虛擬現實套用系統的開發有思路、有方法、有技巧。

基本介紹

• 書名：虛擬現實技術及其套用
• 作者：莊春華，王普編著
• ISBN：9787121108600
• 定價：￥28.00
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2010-6-1
• 裝幀：平裝

行業概況

目前來看，市場需求是很大的，而供應方面卻略顯不足，尤其是擁有核心智慧財產權，技術過硬的企業並不多，行業整體缺乏品牌效應。傲唯刃道號召業內企業共同努力，尤其發揮吹毛求疵的研發精神，進一步提高研發能力，降低成本，真正解決客戶的實際困難，嚴把質量關，提供最可靠的產品和技術。

圖書目錄

第1章 虛擬現實技術概論

1.1 虛擬現實技術的基本概念

1.2 虛擬現實的3I特性

1.3 虛擬現實系統的組成

1.3.1 輸入部分

1.3.2 輸出系統

1.3.3 虛擬環境資料庫

1.4 虛擬現實系統的分類

1.4.1 桌面虛擬現實系統

1.4.2 沉浸式虛擬現實系統

1.4.3 分散式虛擬現實系統

1.4.4 增強現實（或混合現實）系統

1.5 虛擬現實技術與其他計算機相關技術的關係

1.6 虛擬現實技術的發展概況

1.7 虛擬現實的套用領域

1.8 典型虛擬現實系統

第2章 虛擬現實建模

2.1 三維場景的計算機圖形學原理

2.1.1 三維圖形繪製原理

2.1.2 坐標系相關概念

2.2 虛擬場景建模技術分類

2.3 環境建模技術

2.3.1 基本外觀造形階段

2.3.2 行為屬性建模

2.3.3 虛擬環境對象建模

2.3.4 用戶對象建模

2.4 虛擬現實建模語言（VRML）

2.4.1 VRML的基本工作原理及其基本特性

2.4.2 VRML檔案的組成

2.4.3 VRML的節點和域

2.4.4 VRML檔案格式及MIME類型

2.4.5 VRML中的動畫效果

2.4.6 VRML自身的場景互動

2.4.7 通過Java實現和VRML場景的互動

第3章 基於立體視覺的圖像建模技術

3.1 基於立體視覺的圖像建模技術概述

3.2 圖像獲取

3.3 視覺圖像特徵提取

3.3.1 點特徵提取

3.3.2 邊緣檢測原理

3.3.3 幾種常見的邊緣檢測運算元

3.3.4 幾種經典運算元的檢測結果對比

3.4 拐角檢測

3.4.1 基於鄰域錨點的快速圖像拐角檢測

3.4.2 算法實現

3.4.3 算法分析及實驗結果

3.5 立體匹配

3.5.1 立體匹配中的約束條件

3.5.2 匹配策略的選擇

3.6 攝像機標定與三維重建

3.6.1 坐標系

3.6.2 典型的攝像機模型

3.6.3 基於OpenCV的攝像機標定方法

3.6.4 基於對極幾何和主動視覺的攝像機標定方法

3.6.5 利用VRML實現三維模型的表示和渲染

第4章 虛擬現實套用系統開發工具

4.1 虛擬現實軟體開發包WTK

4.1.1 WTK場景運行機制

4.1.2 WTK場景圖渲染方式

4.1.3 WTK虛擬系統場景圖組織結構實例

4.1.4 實體模型檔案格式

4.1.5 模型初始參數設定

4.1.6 動態模型格式修改

4.1.7 對象模型的材質紋理表現

4.1.8 場景檔案輸出

4.1.9 WTK檔案格式

4.1.10 人機互動模式的實現

4.2 虛擬現實仿真系統開發平台Vega簡介

4.2.1 Vega基本類庫描述

4.2.2 Vega仿真程式的建立

4.2.3 仿真程式的主循環

4.2.4 基於MFC的Vega套用的程式結構

4.3 OpenGL簡介

4.3.1 直觀的三維圖形開發環境

4.3.2 三維圖形開發標準

4.3.3 OpenGL的體系結構

4.3.4 OpenGL圖形實現方式

4.3.5 創建OpenGL應用程式的步驟

第5章 虛擬現實人機互動

5.1 雙手操作的理論基礎

5.1.1 雙手操作的認知特性

5.1.2 雙手操作的行為學特點

5.2 雙手非對稱互動的設備組合

5.2.1 三維互動設備

5.2.2 雙手非對稱互動設備的選取

5.2.3 二維滑鼠的互動接口設計

5.2.4 三維空間球的套用設計

5.3 雙手非對稱互動的任務設計

5.3.1 互動任務的層次結構

5.3.2 互動任務分配的相關實驗研究

5.3.3 雙手非對稱互動的時間特徵

5.3.4 虛擬現實套用系統中的互動任務設計

5.4 互動任務實現的關鍵技術

5.4.1 三維拾取

5.4.2 設備模型對象的操作

5.4.3 視點變換與控制

5.5 可用性評估

5.5.1 評估方法和技術

5.5.2 評估實驗的實施方法

5.6 虛擬漫遊模式設計

5.6.1 鍵盤自主漫遊模式

5.6.2 自動漫遊模式

5.7 碰撞檢測技術（Collision Detection）

5.7.1 虛擬環境中碰撞檢測的基本原理

5.7.2 虛擬漫遊中基於視線的碰撞檢測原理

5.7.3 虛擬漫遊中基於視線的智慧型碰撞檢測實現方法

5.8 三維虛擬界面中導航圖創建方法

5.8.1 導航圖人機互動設計的空間認知

5.8.2 導航圖開發目標

5.8.3 常見平面導航圖的創建方法

第6章 基於VR的消防參謀系統設計

6.1 引言

6.2 消防參謀系統設計框架

6.3 通過二維組態軟體實現虛擬建築物的三維建模

6.4 消防參謀系統二維圖形組態軟體設計

6.4.1 主界面設計

6.4.2 基本元素模組設計

6.4.3 數據IO模組設計

6.4.4 其他模組設計

6.5 基於VRML的三維引擎基本構架

6.6 消防參謀系統三維監控軟體構架

6.7 消防參謀系統三維監控軟體功能實現

6.7.1 建立三維虛擬建築

6.7.2 與智慧型感測器通信估測火災信息

6.7.3 智慧型感測器的數據記錄

6.7.4 三維虛擬建築的遠程訪問

第7章 工控組態軟體三維監控界面的原型系統開發

7.1 引言

7.2 傳統監控組態軟體結構分析

7.3 新型組態軟體整體方案論證

7.3.1 實時資料庫系統方案

7.3.2 虛擬監控界面開發運行系統定位

7.3.3 基於用戶的系統功能分析

7.3.4 基於人機互動接口的系統分析

7.3.5 虛擬場景構造分析

7.3.6 基於虛擬場景構造的功能分析

7.3.7 基於工藝流程仿真的系統分析

7.3.8 本系統軟體框架圖

7.4 虛擬監控組態軟體開發目標

7.5 系統功能模組概述

7.6 系統開發的軟硬體環境

7.6.1 系統的硬體組成

7.6.2 虛擬現實系統開發引擎

7.7 基於MFC和WTK驅動核心的平台框架

7.8 組態平台設計

7.8.1 設備模型庫功能模組

7.8.2 模型預覽功能模組

7.8.3 滑鼠互動操作功能模組

7.8.4 三維滑鼠互動接口

7.8.5 場景模型管理模組

7.8.6 屬性配置功能模組

7.8.7 場景檔案及相關配置檔案保存功能模組

7.9 監控運行平台設計

7.9.1 組態檔案解析功能模組

7.9.2 其他功能模組

7.10 組態軟體三維監控界面在實際工程上的仿真套用

7.10.1 評價系統介紹

7.10.2 系統設計

7.11 評價系統監控界面的實現

第8章 基於VR技術的GPS仿真系統開發

8.1 引言

8.2 GPS系統組成

8.2.1 空間部分

8.2.2 地面控制部分

8.2.3 用戶部分

8.3 GPS仿真系統設計背景

8.3.1 仿真運行系統開發定位

8.3.2 基於用戶的系統功能分析

8.3.3 基於人機互動接口的系統分析

8.3.4 虛擬場景構造及功能設計

8.3.5 虛擬場景實體對象建模分析

8.3.6 實時資料庫系統方案論證

8.4 最終目標

8.5 系統開發的軟硬體環境

8.6 整體設計思路

8.7 軟體功能設計

8.8 軟體設計

8.9 關鍵技術實現

8.9.1 虛擬場景實體對象建模

8.9.2 星曆檔案讀/寫

8.9.3 星曆數據處理及其Matlab仿真

8.9.4 利用WTK構建運行場景

8.9.5 場景構建中的坐標系轉換

8.9.6 停靠式樹形控制項的生成

8.9.7 可見衛星個數

8.9.8 星下點軌跡繪製模組

8.9.9 切比雪夫多項式擬合

8.9.10 資料庫

參考文獻

主要參考網站