增强现实(原理与实践)/计算机科学丛书

本书基于作者20余年的AR理论和应用的研究,从技术和HCI的角度介绍AR。 本书内容涵盖AR的理论知识和相关案例，主要内容包括显示和跟踪技术、标定与注册技术、视觉一致性、交互、建模、开发、AR软件架构，既有AR发展历史的详细介绍，又有对AR技术脉络的梳理与展示，适合作为高校增强现实相关课程的教材，以及增强现实研究者、技术人员的参考书。

迪特尔·施马尔斯蒂格（Dieter Schmalstieg） 奥地利格拉茨理工大学教授，计算机图形学和视觉中心主任。他是IEEE高级会员、奥地利科学院会员以及欧洲科学院会员，目前已发表论文300余篇，并担任《IEEE可视化和计算机图形学会刊》等核心期刊或论文集的编辑。2002年获得奥地利科学基金会START Career奖，2012年获得IEEE虚拟现实技术成就奖。托比亚斯·霍勒尔（Tobias Höllerer） 加州大学圣芭芭拉分校计算机科学系教授，Four Eyes实验室主任。曾获得美国NSF授予的CAREER奖，并于2013年获得ACM杰出科学家称号。他曾担任IEEE VR 2015、ICAT 2013等重要国际会议的程序委员会主席，并多次荣获*佳论文奖。

出版者的话前言致谢第1章  增强现实介绍11.1  定义和范围11.2  增强现实简史21.3  示例81.3.1  工业和建筑业81.3.2  维修和培训101.3.3  医疗111.3.4  个人信息显示121.3.5  导航131.3.6  电视141.3.7  广告和商务151.3.8  游戏171.4  相关领域171.4.1  混合现实连续体181.4.2  虚拟现实181.4.3  普适计算181.5  小结20第2章  显示212.1  多模态呈现212.1.1  听觉呈现212.1.2  触力觉呈现222.1.3  嗅觉和味觉呈现232.2  视觉感知242.3  需求与特点252.3.1  增强方法252.3.2  单视和体视272.3.3  调焦282.3.4  遮挡302.3.5  分辨率和刷新率312.3.6  视场322.3.7  视点偏移332.3.8  亮度和对比度352.3.9  扭曲和畸变362.3.10  延迟362.3.11  人因工程学362.3.12  社会接受度362.4  空间显示模型372.5  视觉显示382.5.1  近眼显示器392.5.2  手持式显示器462.5.3  固定式显示器472.5.4  投影式显示器522.6  小结56第3章  跟踪573.1  跟踪、标定和注册573.2  坐标系583.2.1  模型变换593.2.2  视图变换593.2.3  投影变换593.2.4  参考帧593.3  跟踪技术的特点603.3.1  物理现象603.3.2  测量原理603.3.3  测量的几何属性613.3.4  传感器布置613.3.5  信号源613.3.6  自由度623.3.7  测量坐标623.3.8  空间传感器布置623.3.9  工作区范围633.3.10  测量误差633.3.11  时间特性643.4  固定跟踪系统643.4.1  机械跟踪643.4.2  电磁跟踪653.4.3  超声波跟踪663.5  移动传感器663.5.1  全球定位系统673.5.2  无线网络683.5.3  磁力仪683.5.4  陀螺仪693.5.5  线性加速度计693.5.6  里程表703.6  光学跟踪703.6.1  基于模型跟踪与无模型跟踪713.6.2  照明713.6.3  标志点与自然特征733.6.4  目标识别773.7  传感器融合793.7.1  互补传感器融合793.7.2  竞争传感器融合793.7.3  协作传感器融合803.8  小结81第4章  增强现实中的计算机视觉824.1  标志点跟踪834.1.1  摄像机表示844.1.2  标志点检测854.1.3  单应位姿估计874.1.4  位姿优化904.2  多摄像机红外跟踪904.2.1  斑块检测914.2.2  建立点对应关系914.2.3  双摄像机的三角测量924.2.4  两台以上摄像机的三角测量934.2.5  包含球体标志物的目标匹配934.2.6  绝对朝向944.3  自然特征检测跟踪944.3.1  兴趣点检测954.3.2  创建描述符984.3.3  匹配描述符994.3.4  n点透视位姿994.3.5  鲁棒的位姿估计1004.4  增量跟踪1014.4.1  主动搜索1024.4.2  Kanade-Lucas-Tomasi跟踪1024.4.3  零归一化交叉相关1034.4.4  分层搜索1044.4.5  联合检测与跟踪1054.5  同时定位与地图构建1064.5.1  本质矩阵的五点算法1074.5.2  集束调整1084.5.3  并行跟踪与地图构建1084.5.4  重定位与闭环1094.5.5  稠密地图构建1104.6  户外跟踪1124.6.1  可扩展的视觉匹配1134.6.2  传感器先验信息1144.6.3  几何先验信息1154.6.4  同时跟踪、地图构建及定位1164.7  小结120第5章  标定与注册1215.1  摄像机标定1215.1.1  摄像机内参1215.1.2  校正镜头畸变1225.2  显示器标定1235.2.1  单点主动对准法1255.2.2  使用指向装置的头戴式显示器标定1265.2.3  手–眼标定1275.3  注册1295.3.1  几何测量失真1295.3.2  误差传播1295.3.3  延迟1305.3.4  滤波和预测1305.4  小结131第6章  视觉一致性1326.1  注册1326.2  遮挡1346.2.1  遮挡细化1356.2.2  概率遮挡1366.2.3  无模型遮挡1366.3  光度注册1386.3.1  基于图像的光照1396.3.2  光探针1406.3.3  离线光照采集1426.3.4  基于静止图像的光度注册1426.3.5  基于镜面反射的光度注册1426.3.6  基于漫反射的光度注册1436.3.7  基于阴影的光度注册 1446.3.8  室外光度注册 1456.3.9  重建准确光源1456.4  通用光照1456.4.1  差分渲染1466.4.2  实时全局光照1476.4.3  阴影1486.4.4  漫射全局光照 1506.4.5  镜面全局光照1526.5  消隐现实1536.5.1  感兴趣区域的确定1536.5.2  隐藏区域的观察与建模1546.5.3  感兴趣区域的移除1546.5.4  基于投影的消隐现实1556.6  摄像机仿真1556.6.1  镜头畸变1566.6.2  模糊1576.6.3  噪声1576.6.4  渐晕1586.6.5  色差1586.6.6  拜耳模式伪影 1586.6.7  色调映射伪影1586.7  风格化增强现实1596.8  小结159第7章  情境可视化1617.1  挑战1627.1.1  数据过载1627.1.2  用户交互1637.1.3  注册误差1637.1.4  视觉干扰1637.1.5  时间一致性1647.2  可视化注册1657.2.1  本地注册情境可视化1657.2.2  全局注册情境可视化1657.2.3  注册不确定性1667.3  注释和标记1667.3.1  标记基础1667.3.2  优化技术1677.3.3  时间一致性1687.3.4  图像导引放置1707.3.5  易读性1707.4  X射线可视化1717.4.1