虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用

第1章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論
　1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念
　1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的3I特性
　1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成
　　1.3.1 輸入部分
　　1.3.2 輸出系統(tǒng)
　　1.3.3 虛擬環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)
　1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類
　　1.4.1 桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
　　1.4.2 沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
　　1.4.3 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
　　1.4.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（或混合現(xiàn)實(shí)）系統(tǒng)
　1.5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與其他計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的關(guān)系
　1.6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展概況
　1.7 虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域
　1.8 典型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
第2章 虛擬現(xiàn)實(shí)建模
　2.1 三維場(chǎng)景的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)原理
　　2.1.1 三維圖形繪制原理
　　2.1.2 坐標(biāo)系相關(guān)概念
　2.2 虛擬場(chǎng)景建模技術(shù)分類
　2.3 環(huán)境建模技術(shù)
　　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(huán)境對(duì)象建模
　　2.3.4 用戶對(duì)象建模
　2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言（VRML）
　　2.4.1 VRML的基本工作原理及其基本特性
　　2.4.2 VRML文件的組成
　　2.4.3 VRML的節(jié)點(diǎn)和域
　　2.4.4 VRML文件格式及MIME類型
　　2.4.5 VRML中的動(dòng)畫(huà)效果
　　2.4.6 VRML自身的場(chǎng)景交互
　　2.4.7 通過(guò)Java實(shí)現(xiàn)和VRML場(chǎng)景的交互
第3章 基于立體視覺(jué)的圖像建模技術(shù)
　3.1 基于立體視覺(jué)的圖像建模技術(shù)概述
　3.2 圖像獲取
　3.3 視覺(jué)圖像特征提取
　　3.3.1 點(diǎn)特征提取
　　3.3.2 邊緣檢測(cè)原理
　　3.3.3 幾種常見(jiàn)的邊緣檢測(cè)算子
　　3.3.4 幾種經(jīng)典算子的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
　3.4 拐角檢測(cè)
　　3.4.1 基于鄰域錨點(diǎn)的快速圖像拐角檢測(cè)
　　3.4.2 算法實(shí)現(xiàn)
　　3.4.3 算法分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jī)標(biāo)定與三維重建
　　3.6.1 坐標(biāo)系
　　3.6.2 典型的攝像機(jī)模型
　　3.6.3 基于OpenCV的攝像機(jī)標(biāo)定方法
　　3.6.4 基于對(duì)極幾何和主動(dòng)視覺(jué)的攝像機(jī)標(biāo)定方法
　　3.6.5 利用VRML實(shí)現(xiàn)三維模型的表示和渲染
第4章 虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具
　4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開(kāi)發(fā)包WTK
　　4.1.1 WTK場(chǎng)景運(yùn)行機(jī)制
　　4.1.2 WTK場(chǎng)景圖渲染方式
　　4.1.3 WTK虛擬系統(tǒng)場(chǎng)景圖組織結(jié)構(gòu)實(shí)例
　　4.1.4 實(shí)體模型文件格式
　　4.1.5 模型初始參數(shù)設(shè)置
　　4.1.6 動(dòng)態(tài)模型格式修改
　　4.1.7 對(duì)象模型的材質(zhì)紋理表現(xiàn)
　　4.1.8 場(chǎng)景文件輸出
　　4.1.9 WTK文件格式
　　4.1.10 人機(jī)交互模式的實(shí)現(xiàn)
　4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)Vega簡(jiǎn)介
　　4.2.1 Vega基本類庫(kù)描述
　　4.2.2 Vega仿真程序的建立
　　4.2.3 仿真程序的主循環(huán)
　　4.2.4 基于MFC的Vega應(yīng)用的程序結(jié)構(gòu)
　4.3 OpenGL簡(jiǎn)介
　　4.3.1 直觀的三維圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境
　　4.3.2 三維圖形開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)
　　4.3.3 OpenGL的體系結(jié)構(gòu)
　　4.3.4 OpenGL圖形實(shí)現(xiàn)方式
　　4.3.5 創(chuàng)建OpenGL應(yīng)用程序的步驟
第5章 虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互
　5.1 雙手操作的理論基礎(chǔ)
　　5.1.1 雙手操作的認(rèn)知特性
　　5.1.2 雙手操作的行為學(xué)特點(diǎn)
　5.2 雙手非對(duì)稱交互的設(shè)備組合
　　5.2.1 三維交互設(shè)備
　　5.2.2 雙手非對(duì)稱交互設(shè)備的選取
　　5.2.3 二維鼠標(biāo)的交互接口設(shè)計(jì)
　　5.2.4 三維空間球的應(yīng)用設(shè)計(jì)
　5.3 雙手非對(duì)稱交互的任務(wù)設(shè)計(jì)
　　5.3.1 交互任務(wù)的層次結(jié)構(gòu)
　　5.3.2 交互任務(wù)分配的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究
　　5.3.3 雙手非對(duì)稱交互的時(shí)間特征
　　5.3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中的交互任務(wù)設(shè)計(jì)
　5.4 交互任務(wù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)
　　5.4.1 三維拾取
　　5.4.2 設(shè)備模型對(duì)象的操作
　　5.4.3 視點(diǎn)變換與控制
　5.5 可用性評(píng)估
　　5.5.1 評(píng)估方法和技術(shù)
　　5.5.2 評(píng)估實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方法
　5.6 虛擬漫游模式設(shè)計(jì)
　　5.6.1 鍵盤(pán)自主漫游模式
　　5.6.2 自動(dòng)漫游模式
　5.7 碰撞檢測(cè)技術(shù)（Collision Detection）
　　5.7.1 虛擬環(huán)境中碰撞檢測(cè)的基本原理
　　5.7.2 虛擬漫游中基于視線的碰撞檢測(cè)原理
　　5.7.3 虛擬漫游中基于視線的智能碰撞檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方法
　5.8 三維虛擬界面中導(dǎo)航圖創(chuàng)建方法
　　5.8.1 導(dǎo)航圖人機(jī)交互設(shè)計(jì)的空間認(rèn)知
　　5.8.2 導(dǎo)航圖開(kāi)發(fā)目標(biāo)
　　5.8.3 常見(jiàn)平面導(dǎo)航圖的創(chuàng)建方法
第6章 基于VR的消防參謀系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　6.1 引言
　6.2 消防參謀系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架
　6.3 通過(guò)二維組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)虛擬建筑物的三維建模
　6.4 消防參謀系統(tǒng)二維圖形組態(tài)軟件設(shè)計(jì)
　　6.4.1 主界面設(shè)計(jì)
　　6.4.2 基本元素模塊設(shè)計(jì)
　　6.4.3 數(shù)據(jù)IO模塊設(shè)計(jì)
　　6.4.4 其他模塊設(shè)計(jì)
　6.5 基于VRML的三維引擎基本構(gòu)架
　6.6 消防參謀系統(tǒng)三維監(jiān)控軟件構(gòu)架
　6.7 消防參謀系統(tǒng)三維監(jiān)控軟件功能實(shí)現(xiàn)
　　6.7.1 建立三維虛擬建筑
　　6.7.2 與智能傳感器通信估測(cè)火災(zāi)信息
　　6.7.3 智能傳感器的數(shù)據(jù)記錄
　　6.7.4 三維虛擬建筑的遠(yuǎn)程訪問(wèn)
第7章 工控組態(tài)軟件三維監(jiān)控界面的原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
　7.1 引言
　7.2 傳統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)軟件結(jié)構(gòu)分析
　7.3 新型組態(tài)軟件整體方案論證
　　7.3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)方案
　　7.3.2 虛擬監(jiān)控界面開(kāi)發(fā)運(yùn)行系統(tǒng)定位
　　7.3.3 基于用戶的系統(tǒng)功能分析
　　7.3.4 基于人機(jī)交互接口的系統(tǒng)分析
　　7.3.5 虛擬場(chǎng)景構(gòu)造分析
　　7.3.6 基于虛擬場(chǎng)景構(gòu)造的功能分析
　　7.3.7 基于工藝流程仿真的系統(tǒng)分析
　　7.3.8 本系統(tǒng)軟件框架圖
　7.4 虛擬監(jiān)控組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)目標(biāo)
　7.5 系統(tǒng)功能模塊概述
　7.6 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟硬件環(huán)境
　　7.6.1 系統(tǒng)的硬件組成
　　7.6.2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)引擎
　7.7 基于MFC和WTK驅(qū)動(dòng)內(nèi)核的平臺(tái)框架
　7.8 組態(tài)平臺(tái)設(shè)計(jì)
　　7.8.1 設(shè)備模型庫(kù)功能模塊
　　7.8.2 模型預(yù)覽功能模塊
　　7.8.3 鼠標(biāo)交互操作功能模塊
　　7.8.4 三維鼠標(biāo)交互接口
　　7.8.5 場(chǎng)景模型管理模塊
　　7.8.6 屬性配置功能模塊
　　7.8.7 場(chǎng)景文件及相關(guān)配置文件保存功能模塊
　7.9 監(jiān)控運(yùn)行平臺(tái)設(shè)計(jì)
　　7.9.1 組態(tài)文件解析功能模塊
　　7.9.2 其他功能模塊
　7.10 組態(tài)軟件三維監(jiān)控界面在實(shí)際工程上的仿真應(yīng)用
　　7.10.1 評(píng)價(jià)系統(tǒng)介紹
　　7.10.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　7.11 評(píng)價(jià)系統(tǒng)監(jiān)控界面的實(shí)現(xiàn)
第8章 基于VR技術(shù)的GPS仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
　8.1 引言
　8.2 GPS系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計(jì)背景
　　8.3.1 仿真運(yùn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)定位
　　8.3.2 基于用戶的系統(tǒng)功能分析
　　8.3.3 基于人機(jī)交互接口的系統(tǒng)分析
　　8.3.4 虛擬場(chǎng)景構(gòu)造及功能設(shè)計(jì)
　　8.3.5 虛擬場(chǎng)景實(shí)體對(duì)象建模分析
　　8.3.6 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)方案論證
　8.4 最終目標(biāo)
　8.5 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟硬件環(huán)境
　8.6 整體設(shè)計(jì)思路
　8.7 軟件功能設(shè)計(jì)
　8.8 軟件設(shè)計(jì)
　8.9 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)
　　8.9.1 虛擬場(chǎng)景實(shí)體對(duì)象建模
　　8.9.2 星歷文件讀/寫(xiě)
　　8.9.3 星歷數(shù)據(jù)處理及其Matlab仿真
　　8.9.4 利用WTK構(gòu)建運(yùn)行場(chǎng)景
　　8.9.5 場(chǎng)景構(gòu)建中的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換
　　8.9.6 ?？渴綐?shù)形控件的生成
　　8.9.7 可見(jiàn)衛(wèi)星個(gè)數(shù)
　　8.9.8 星下點(diǎn)軌跡繪制模塊
　　8.9.9 切比雪夫多項(xiàng)式擬合
　　8.9.10 數(shù)據(jù)庫(kù)
參考文獻(xiàn)
主要參考網(wǎng)站