虚拟现实与增强现实 神话与现实

对于VR-AR领域，“神话”源于硬件成本的降低，越来越多盲目乐观的创业者以为仅靠热情和创意就能赢得成功；而“现实”是很多应用只停留于模仿阶段，投入不菲却终将被市场所抛弃。本书汇集了30余位学术界和企业界的专家，内容涵盖VR-AR的基础概念、应用实例、发展历程、面临的挑战以及未来的前景。本书不仅适合该领域的投资者、决策者、创业者和技术开发者参考，而且适合广大新兴技术的爱好者阅读。

译者序
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本书作者
第0章引言1
0.1虚拟现实的起源2
0.2基本概念介绍6
0.2.1虚拟现实6
0.2.2增强现实9
0.3虚拟现实的出现10
0.3.1简短的历史10
0.3.2参与者之间的革命14
0.3.3技术革命14
0.3.4一场使用和用户的革命15
0.4本书内容概述16
0.5参考书目18
第1章新的应用20
1.1新的工业应用20
1.1.1工业领域的虚拟现实20
1.1.2增强现实和工业应用21
1.1.3用于工业复兴的VR-AR22
1.1.4增强现实如何呢？28
1.2计算机辅助手术30
1.2.1简介30
1.2.2虚拟现实和学习模拟31
1.2.3增强现实和干预计划35
1.2.4手术中的增强现实38
1.2.5现状和未来前景42
1.3可持续城市43
1.3.1城市中的助行器43
1.3.2房屋与建筑学46
1.3.3城市和都市生活49
1.3.4迈向可持续城市系统53
1.4创新、融合和可适应社会55
1.4.1教育领域55
1.4.2艺术和文化遗产领域59
1.4.3结论64
1.5参考书目65
第2章VR-AR的普及75
2.1新设备75
2.1.1简介75
2.1.2定位和定向设备75
2.1.3恢复设备81
2.1.4技术挑战和展望95
2.1.5关于新设备的结论101
2.2新软件102
2.2.1简介102
2.2.2开发3D应用程序104
2.2.3管理外围设备106
2.2.4VR-AR专用软件解决方案108
2.2.5结论109
2.3参考书目110
第3章复杂性和科学挑战112
3.1复杂性简介112
3.1.1物理模型和碰撞检测112
3.1.2填充3D环境：从单个虚拟对象扩展到场景中复杂多样的虚拟对象116
3.1.3实现3D自然交互的困难121
3.1.4合成触觉反馈的困难124
3.2增强现实中的真实-虚拟关系130
3.2.1获取与恢复设备131
3.2.2姿势计算131
3.2.3逼真的渲染135
3.33D交互带来的复杂性和科学挑战136
3.3.1简介136
3.3.2围绕3D交互环的复杂性与挑战136
3.3.3挑战1：用于交互的感觉运动动作137
3.3.4挑战2：多感官反馈139
3.3.5挑战3：用户感知141
3.3.6结论142
3.4视觉感知142
3.4.1与不安、疲劳、身体不适相关的词汇143
3.4.2显示因素146
3.4.3结论150
3.5评估150
3.5.1本节的目标及范围150
3.5.2评估：一个复杂的问题150
3.5.3人类受试者参与的评估使用研究154
3.5.4要克服的缺陷158
3.5.5衡量绩效和行为的演变，表征参与者160
3.5.6结论和展望164
3.6参考书目164
第4章面向与世界更加紧密相连的VE180
4.1AR的“艰难”科学挑战180
4.1.1选择显示设备180
4.1.2空间定位182
4.2AR中从不或很少涉及的问题184
4.2.1简介184
4.2.2通过屏幕或HMD交互185
4.3空间增强现实187
4.3.1现实世界与虚拟世界的交融187
4.3.2当前的演变187
4.4在增强现实中存在188
4.4.1实际存在是虚拟环境中存在的模型吗？188
4.4.2混合现实：现实与虚拟二进制对抗的终结？189
4.4.3从混合现实到混合存在190
4.4.4增强现实：一个完整的环境191
4.5触觉表面上的3D交互191
4.5.13D交互191
4.5.2触觉表面上的3D交互：3D操作、控制视觉和多面立体显示193
4.6参考书目196
第5章科学和技术的前景201
5.1娱乐领域可预见的变革201
5.1.1简介201
5.1.2定义一个新的多态沉浸媒介202
5.1.3承诺的体验204
5.1.4展望207
5.2脑机接口209
5.2.1脑机接口：简介和定义209
5.2.2BCI不能做的事210
5.2.3BCI的工作原理211
5.2.4BCI的现有应用212
5.2.5BCI的未来216
5.3虚拟现实中的替代感知217
5.3.1简介217
5.3.2伪感觉反馈218
5.3.3运动的替代感知221
5.3.4改变对自己身体的感知222
5.3.5结论226
5.4参考书目227
第6章VR-AR普及的挑战和风险232
6.1简介232
6.2健康与舒适度问题234
6.2.1不同的问题234
6.2.2感觉运动失调235
6.3避免不适和不安的解决方案237
6.3.1流程的表示237
6.3.2减轻对视觉-前庭失调的影响238
6.3.3通过调整交互范式来消除视觉-前庭失调238
6.3.4通过调整接口来消除视觉-前庭失调239
6.3.5适应的困难程度239
6.4结论240
6.5参考书目240
结语VR-AR在10年后会是什么样子?242
后记245