增強現(xiàn)實：原理、算法與應(yīng)用

目錄
前言
第1章 增強現(xiàn)實概論/1
1.1 增強現(xiàn)實的基本原理/2
1.2 增強現(xiàn)實的發(fā)展簡史/4
1.3 增強現(xiàn)實的顯示裝置/6
1.4 增強現(xiàn)實的關(guān)鍵技術(shù)/9
1.4.1 三維注冊與幾何一致性/10
1.4.2 真實感繪制與光照一致性/12
1.4.3 人機交互/14
1.5 增強現(xiàn)實應(yīng)用/16
1.5.1 數(shù)字娛樂應(yīng)用/16
1.5.2 文化教育應(yīng)用/16
1.5.3 醫(yī)學(xué)診療應(yīng)用/17
1.5.4 工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用/18
1.5.5 城市運維應(yīng)用/20
1.5.6 電子商務(wù)應(yīng)用/21
1.5.7 其他應(yīng)用/22
1.6 小結(jié)/22
第2章 虛實視覺融合的相機模型/23
2.1 相機成像原理及其數(shù)學(xué)模型/23
2.1.1 相機成像原理/23
2.1.2 相機的數(shù)學(xué)模型/24
2.1.3 透視投影矩陣/28
2.2 鏡頭的非線性畸變/30
2.3 其他相機模型/32
2.4 小結(jié)/33
第3章 實景的三維結(jié)構(gòu)恢復(fù)和重建/34
3.1 多視圖幾何原理/35
3.1.1 雙視圖幾何/35
3.1.2 多視圖幾何/43
3.2 特征與匹配/45
3.2.1 特征提取/46
3.2.2 特征匹配的主流算法/50
3.2.3 連續(xù)特征跟蹤和非連續(xù)特征匹配/53
3.2.4 特征點匹配的發(fā)展趨勢/57
3.3 運動恢復(fù)結(jié)構(gòu)/57
3.3.1 初始化/58
3.3.2 相機位姿估計/61
3.3.3 集束調(diào)整/62
3.3.4 自定標(biāo)/73
3.3.5 代表性SfM方法/80
3.4 稠密深度估計/83
3.4.1 雙視圖立體匹配/84
3.4.2 多視圖立體匹配/86
3.4.3 深度學(xué)習(xí)方法/89
3.4.4 數(shù)據(jù)集和測評網(wǎng)站/90
3.5 三維幾何重建/91
3.5.1 基于深度圖融合的三維重建/91
3.5.2 基于點云的三維重建/93
3.5.3 基于體素的三維重建/94
3.5.4 代表性的三維重建系統(tǒng)/95
3.6 表面紋理重建/96
3.6.1 紋理映射框架/98
3.6.2 紋理拼接/98
3.6.3 顏色融合/99
3.6.4 配準(zhǔn)誤差/101
3.7 小結(jié)/101
第4章 虛實環(huán)境的實時三維注冊/103
4.1 同時定位與地圖構(gòu)建/103
4.1.1 視覺SLAM/105
4.1.2 視覺慣性SLAM/119
4.1.3 RGB-D SLAM/129
4.1.4 問題與發(fā)展趨勢/134
4.2 平面標(biāo)志物的檢測、識別與跟蹤/138
4.2.1 人工標(biāo)志的識別與跟蹤/139
4.2.2 自然標(biāo)志的識別與跟蹤/143
4.2.3 問題與討論/145
4.3 三維實物的檢測、識別與跟蹤/146
4.3.1 概述/146
4.3.2 基于特征點的三維物體跟蹤/149
4.3.3 基于邊緣的三維物體跟蹤/150
4.3.4 基于區(qū)域的三維模板跟蹤/156
4.3.5 問題與討論/161
4.4 小結(jié)/162
第5章 虛實環(huán)境的視覺融合/163
5.1 虛擬物體的繪制/163
5.1.1 繪制方程/164
5.1.2 BRDF函數(shù)/165
5.1.3 局部光照計算與繪制流水線/171
5.1.4 全局光照計算/174
5.2 現(xiàn)實環(huán)境的光照估計/177
5.2.1 高動態(tài)范圍圖像/178
5.2.2 室內(nèi)光照估計/179
5.2.3 室外光照估計/184
5.3 虛實視覺融合/188
5.3.1 虛實景物間的陰影生成/188
5.3.2 屏幕空間環(huán)境光遮蔽技術(shù)/192
5.3.3 虛實景物間的間接光照計算/196
5.4 信息與現(xiàn)實環(huán)境的融合呈現(xiàn)/206
5.4.1 用戶視覺感知機制/207
5.4.2 信息的可視化和可視分析/209
5.4.3 信息的時空注冊和呈現(xiàn)/211
5.5 小結(jié)/218
第6章 空間增強現(xiàn)實技術(shù)/220
6.1 空間增強現(xiàn)實的原理和方法/220
6.1.1 光學(xué)穿透式空間呈現(xiàn)/221
6.1.2 光場式空間呈現(xiàn)/222
6.1.3 多投影空間呈現(xiàn)/224
6.2 投影畫面的幾何校正/226
6.2.1 幾何校正的基本原理/226
6.2.2 圖像的幾何形變映射/228
6.2.3 交互式幾何校正/229
6.2.4 自動幾何校正/230
6.3 投影畫面的顏色校正/234
6.3.1 投影光照度特征函數(shù)/235
6.3.2 顏色校正原理/237
6.3.3 非均質(zhì)投影系統(tǒng)的顏色校正/238
6.4 多投影空間增強現(xiàn)實呈現(xiàn)系統(tǒng)/240
6.4.1 系統(tǒng)架構(gòu)和實現(xiàn)/241
6.4.2 應(yīng)用案例/243
6.5 小結(jié)/245
第7章 增強現(xiàn)實環(huán)境中的交互/246
7.1 增強現(xiàn)實系統(tǒng)的人機交互概述/246
7.1.1 增強現(xiàn)實系統(tǒng)的交互設(shè)計原則與評估方法/247
7.1.2 增強現(xiàn)實系統(tǒng)的主流交互技術(shù)/250
7.1.3 問題與發(fā)展趨勢/254
7.2 觸控交互/256
7.2.1 觸控交互設(shè)備/256
7.2.2 觸控交互技術(shù)/257
7.2.3 具觸控交互的典型增強現(xiàn)實系統(tǒng)/261
7.3 手勢交互/261
7.3.1 手勢輸入設(shè)備/262
7.3.2 手勢識別技術(shù)/264
7.3.3 應(yīng)用案例/273
7.4 語音交互/274
7.4.1 語音交互的基本原理/274
7.4.2 語音交互的典型應(yīng)用/277
7.5 實物交互/279
7.5.1 實物交互模型/279
7.5.2 實物感知與驅(qū)動技術(shù)/283
7.5.3 實物交互界面/286
7.6 小結(jié)/288
第8章 移動增強現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用案例/289
8.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計/289
8.1.1 輸入模塊/290
8.1.2 三維注冊和重建模塊/291
8.1.3 虛實融合模塊/295
8.2 應(yīng)用案例解析/298
8.2.1 教育類產(chǎn)品/298
8.2.2 AR游戲/300
8.2.3 AR旅游/302
8.2.4 工業(yè)應(yīng)用/304
8.3 小結(jié)/306
參考文獻(xiàn)/307