虛擬現實與增強現實技術

虛擬現實與增強現實技術

《虛擬現實與增強現實技術》是清華大學出版社2022年出版的書籍。

基本介紹

  • 書名:虛擬現實與增強現實技術
  • 作者:趙罡、劉亞醉、韓鵬飛、肖文磊
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2022年4月1日
  • 定價:79
  • ISBN:9787302596547
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,

內容簡介

虛擬現實和增強現實技術目前在智慧型製造中得到了越來越多的套用。本書重點介紹在套用此類技術涉及的關鍵技術,包括繪製技術、人機互動技術、開發平台特別是幾何引擎和動力學引擎等,對於其在智慧型製造中的典型套用給予了專門介紹。書中大部分案例都取自作者所在課題組實際開發的工程實例,是一本理論與實用兼顧的參考工具書。

作者簡介

趙罡,博士,北京航空航天大學教授,博士生導師。國務院學位委員會第七屆學科評議專家組成員(機械工程學科),中國科協第九屆全國委員會委員,中國圖學學會副理事長兼秘書長,國家智慧型製造標準化專家諮詢組成員,中國機械行業卓越工程師教育聯盟理事。航空高端裝備智慧型製造工信部重點實驗室主任,北京市高效綠色數控加工工藝及裝備工程技術研究中心主任,北京航空航天大學第八屆學術委員會委員,《圖學學報》和CADDM等期刊編委。2007年入選北京市科技新星計畫,2009年入選教育部新世紀優秀人才支持計畫,2009年獲得北京市教學成果一等獎,2014年獲中航工業集團科學技術獎一等獎,2014年榮獲全國科技優秀工作者。研究方向包括數位化設計製造、複雜曲面的造型及數控加工、虛擬現實技術及套用、飛行器數位化裝配等。作為第一負責人已獲得自然科學基金、863面上項目、863重點項目、北京市基金、國防基礎預研、民機預研等多項國家級和省部級科研項目支持。目前已在國內期刊發表論文200餘篇,獲批專利20餘項。

圖書目錄

第1章緒論
1.1VR與AR的概念
1.1.1VR與AR的定義
1.1.2VR與AR的發展簡史
1.1.3VR和AR的研究現狀
1.1.4VR與AR的聯繫與區別
1.2VR與AR的系統組成與分類
1.2.1VR系統組成
1.2.2VR系統分類
1.2.3VR系統硬體設備
1.2.4AR系統組成
1.2.5AR系統分類
1.2.6AR系統硬體設備
1.3VR技術與AR技術的套用領域
1.3.1VR技術的套用
1.3.2AR技術的套用
參考文獻
第2章虛擬現實圖形學基礎
2.1模型表達和交換
2.1.1模型表達
2.1.2模型交換
2.2繪製基本原理
2.2.1模型幾何變換
2.2.2空間投影
2.2.3光照模型
2.2.4著色器
2.2.5紋理映射
2.3高級繪製技術
2.3.1模型簡化與LOD技術
2.3.2光線追蹤
2.3.3粒子系統
2.3.4環境映射
2.3.5光子映射
參考文獻
第3章大數據量幾何模型的繪製
3.1大規模複雜CAD模型的預處理方法
3.1.1大規模CAD面片模型的場景組織結構
3.1.2具有模型裝配層次信息的BVH構建方法
3.1.3面向GPU的模型數據高效壓縮算法
3.1.4實例分析
3.2基於模型度量的可見性剔除和LOD自適應繪製算法
3.2.1模型剔除
3.2.2模型度量
3.2.3基於模型度量的可見性剔除
3.2.4基於模型度量的LOD自適應繪製
3.2.5實例分析
3.3基於小波的多解析度稀疏體素數據壓縮和實時繪製算法
3.3.1背景介紹
3.3.2基於小波的稀疏體素繪製屬性壓縮
3.3.3基於小波的稀疏體素實時繪製算法
3.3.4實例測試
3.4沉浸式環境立體繪製最佳化
3.4.1背景介紹
3.4.2基於單相機視覺的頭部位置跟蹤
3.4.3頭部和視點的位移映射
3.4.4左右立體圖像的快速生
3.4.5實例分析
參考文獻
第4章增強現實三維註冊基礎
4.1攝像機模型
4.1.1坐標系定義
4.1.2坐標系轉換
4.1.3攝像機標定
4.2透視投影
4.2.1投影變換
4.2.2投影不變數
4.3三維註冊
4.3.1基於硬體感測器的跟蹤註冊
4.3.2基於二維標識的跟蹤註冊
4.3.3基於自然特徵的無標識跟蹤註冊
參考文獻
第5章面向製造場景的增強現實三維註冊
5.1基於線條特徵的三維註冊相關研究
5.1.1基於線條形狀
5.1.2基於硬體感測器
5.1.3基於拓撲結構
5.2基於直線條特徵與移動設備感測器的初始化註冊方法
5.2.1基於移動設備感測器的旋轉矩陣求解
5.2.2基於線條匹配的平移向量求解
5.2.3三維空間豎直線條提取
5.2.4實例分析
5.3基於直線條特徵的位姿實時跟蹤方法
5.3.1RAPiD方法
5.3.2問題與改進
5.3.3基於直線條特徵的位姿實時跟蹤方法
5.3.4實例分析
5.4基於輪廓特徵的初始化註冊方法
5.4.1輪廓提取與預定位
5.4.2旋轉矩陣求解
5.4.3平移參數校正
5.4.4實例分析
5.5基於一般線條特徵與VISLAM的位姿實時跟蹤方法
5.5.1RAPiD方法最佳化
5.5.2基於線條特徵與VISLAM的混合跟蹤
5.5.3實例分析
5.6基於線條特徵的增強現實裝配輔助原型系統
5.6.1基於移動終端觸控互動的線條模型及控制點自動提取
5.6.2基於線條模型引導的快速準確初始化
5.6.3原型系統
參考文獻
第6章核心引擎與開發平台
6.1核心引擎
6.1.1幾何造型核心
6.1.2繪製引擎
6.1.3動力學引擎
6.2開發平台
6.2.1Unity 3D
6.2.2Unreal Engine
6.2.3Metaio
6.2.4Vuforia
6.2.5ARKit
參考文獻
第7章VR/AR與數字孿生
7.1數字孿生簡介
7.1.1數字孿生的發展歷程
7.1.2數字孿生在製造中的套用
7.2典型案例: 數控加工中的數字孿生+VR技術
7.2.1數字孿生系統總體架構
7.2.2加工過程幾何仿真算法
7.2.3離散幾何模型的三維可視化
7.2.4驗證環境和典型零件
7.3典型案例: 飛機裝配中的數字孿生+AR技術
7.3.1基於AR的線纜接頭裝配過程可視化
7.3.2基於AR的支架安裝狀態檢測
7.3.3基於雲服務的裝配狀態監控集成控制系統
7.4典型案例: 發動機裝配中的數字孿生+VR技術
7.4.1多元感測融合測量系統
7.4.2發動機裝配信息融合與可視化軟體系統
參考文獻
第8章VR/AR在製造領域中的套用
8.1產品設計
8.1.1虛擬設計
8.1.2虛擬樣機
8.2運營管理
8.2.1生產系統的運行仿真
8.2.2數字工廠
8.3製造過程
8.3.1增材製造
8.3.2虛擬裝配與維修
8.3.3質量檢測
8.3.4工業仿真
參考文獻

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