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第1章 虚拟现实技术概论1

1.1 虚拟现实技术的概念及意义1

1.2 虚拟现实技术的特征3

1.2.1 沉浸性4

1.2.2 交互性4

1.2.3 构想性7

1.3 虚拟现实技术的发展历程7

1.4 虚拟现实系统的构成13

1.5 虚拟现实系统的分类16

1.5.1 桌面虚拟现实系统16

1.5.2 沉浸虚拟现实系统17

1.5.3 增强现实系统21

1.5.4 分布式虚拟现实系统23

1.6 虚拟现实在各领域中的应用24

1.6.1 虚拟现实在推演仿真中的应用24

1.6.2 虚拟现实在产品设计与维修中的应用25

1.6.3 虚拟现实在城市规划中的应用26

1.6.4 虚拟现实在娱乐与艺术方面的应用27

1.6.5 虚拟现实在道路交通方面的应用28

1.6.6 虚拟现实在文物保护方面的应用29

1.6.7 虚拟现实在虚拟演播室中的应用29

1.6.8 虚拟现实在教育培训中的应用30

1.6.9 虚拟现实在医学中的应用31

1.6.1 0虚拟现实在康复训练中的应用32

1.6.1 1虚拟现实在地理中的应用33

第2章 虚拟现实输入设备35

2.1 虚拟物体操纵设备35

2.1.1 数据手套36

2.1.2 数据衣46

2.1.3 三维鼠标60

2.1.4 力矩球63

2.1.5 操纵杆65

2.1.6 笔式交互设备66

2.1.7 视线跟踪设备68

2.1.8 语音识别输入设备71

2.1.9 基于视觉的输入设备72

2.2 三维跟踪定位设备73

2.2.1 电磁跟踪系统74

2.2.2 声学跟踪系统75

2.2.3 光学跟踪系统78

2.2.4 机械跟踪系统78

2.2.5 惯性位置跟踪系统78

2.2.6 基于图像提取的跟踪系统80

2.3 快速建模设备80

2.3.1 三维扫描仪80

2.3.2 基于视频图像的三维重建85

第3章 虚拟现实输出设备89

3.1 视觉感知设备89

3.1.1 立体显示的原理89

3.1.2 分光立体显示技术90

3.1.3 分时立体显示技术93

3.1.4 分色立体显示技术95

3.1.5 视差屏障立体显示技术96

3.1.6 双凸透镜立体显示技术97

3.1.7 常见立体显示技术分析97

3.1.8 头盔显示器98

3.1.9 吊杆式显示器99

3.1.1 0洞穴式立体显示装置100

3.1.1 1 响应工作台显示装置101

3.1.1 2墙式立体显示装置102

3.1.1 3 三维打印机105

3.2 听觉感知设备106

3.3 触觉和力觉反馈设备107

3.3.1 触觉反馈装置108

3.3.2 力觉反馈装置109

3.3.3 发展趋势总结114

第4章 虚拟现实中的计算技术115

4.1 GPU并行计算技术115

4.1.1 GPU概述116

4.1.2 CUDA架构117

4.2 基于PC集群的并行渲染117

4.3 基于网络计算的虚拟现实系统118

4.3.1 分布式仿真与仿真网格119

4.3.2 仿真网格应用模式120

4.3.3 网格调度算法124

4.3.4 仿真网格负载均衡127

4.3.5 任务分配问题129

第5章 基于内容的三维模型检索技术136

5.1 基于内容的三维模型检索总体框架137

5.2 模型的预处理137

5.2.1 平移不变性138

5.2.2 缩放不变性138

5.2.3 旋转不变性139

5.3 特征提取方法140

5.3.1 三维统计特征140

5.3.2 基于体积的特征141

5.3.3 频域空间特征143

5.3.4 基于视图的特征143

5.4 相似性匹配144

5.4.1 距离度量法144

5.4.2 分类学习法145

5.5 查询方式与用户接口145

5.6 标准测试数据库和评价指标146

5.6.1 标准测试数据库146

5.6.2 性能测试评价指标147

参考文献149