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虛擬現實與增強現實技術/智能製造系列叢書

  • 作者:編者:趙罡//劉亞醉//韓鵬飛//肖文磊|責編:袁琦//王華
  • 出版社:清華大學
  • ISBN:9787302596547
  • 出版日期:2022/04/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:215
人民幣:RMB 79 元      售價:
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內容大鋼
    虛擬現實和增強現實技術目前在智能製造中得到了越來越多的應用。本書重點介紹虛擬現實和增強現實在應用時所涉及的關鍵技術,包括繪製技術、人機交互技術、開發平台,特別是幾何引擎和動力學引擎等,並對其在智能製造中的典型應用給予了專門介紹。本書內容包括虛擬現實圖形學基礎、大數據量幾何模型的繪製、增強現實三維註冊基礎、面向製造場景的增強現實三維註冊、內核引擎與開發平台、VR/AR與數字孿生及其在製造領域中的應用。本書的大部分案例都取自作者所在課題組實際開發的工程實例,是一本理論與實用兼顧的參考工具書。
    本書適合高等院校虛擬現實應用技術、智能製造、電腦開發等相關專業的教師及學生閱讀,也可供相關領域企業的技術人員參考。

作者介紹
編者:趙罡//劉亞醉//韓鵬飛//肖文磊|責編:袁琦//王華
    趙罡,北京航空航天大學教授,博士生導師。中國圖學學會理事長,國務院學位委員會第七、八屆學科評議專家組(機械工程)成員,中國科學技術協會第九、十屆全國委員會委員,國家智能製造標準化專家咨詢組成員,教育部高等學校工程圖學課程教學指導分委員會委員,航空高端裝備智能製造技術工信部重點實驗室主任,虛擬現實技術與系統國家重點實驗室成員。長期從事幾何造型、電腦輔助設計及製造、數控加工和飛機數字化裝配等技術研究。研究成果曾獲中國航空學會科學技術獎一等獎,所在團隊入選機械工業優秀創新團隊。與中航沈飛股份有限公司、中國航發瀋陽黎明航空發動機有限責任公司、中國商用飛機有限責任公司等單位合作,在國內較早將虛擬現實與增強現實技術應用於飛機、發動機的管路裝配、數控加工等領域。

目錄
第1章  緒論
  1.1  VR與AR的概念
    1.1.1  VR與AR的定義
    1.1.2  VR與AR的發展簡史
    1.1.3  VR和AR的研究現狀
    1.1.4  VR與AR的聯繫與區別
  1.2  VR與AR的系統組成與分類
    1.2.1  VR系統組成
    1.2.2  VR系統分類
    1.2.3  VR系統硬體設備
    1.2.4  AR系統組成
    1.2.5  AR系統分類
    1.2.6  AR系統硬體設備
  1.3  VR技術與AR技術的應用領域
    1.3.1  VR技術的應用
    1.3.2  AR技術的應用
  參考文獻
第2章  虛擬現實圖形學基礎
  2.1  模型表達和交換
    2.1.1  模型表達
    2.1.2  模型交換
  2.2  繪製基本原理
    2.2.1  模型幾何變換
    2.2.2  空間投影
    2.2.3  光照模型
    2.2.4  著色器
    2.2.5  紋理映射
  2.3  高級繪製技術
    2.3.1  模型簡化與LOD技術
    2.3.2  光線追蹤
    2.3.3  粒子系統
    2.3.4  環境映射
    2.3.5  光子映射
  參考文獻
第3章  大數據量幾何模型的繪製
  3.1  大規模複雜CAD模型的預處理方法
    3.1.1  大規模CAD面片模型的場景組織結構
    3.1.2  具有模型裝配層次信息的BVH構建方法
    3.1.3  面向GPU的模型數據高效壓縮演算法
    3.1.4  實例分析
  3.2  基於模型度量的可見性剔除和LOD自適應繪製演算法
    3.2.1  模型剔除
    3.2.2  模型度量
    3.2.3  基於模型度量的可見性剔除
    3.2.4  基於模型度量的LOD自適應繪製
    3.2.5  實例分析
  3.3  基於小波的多解析度稀疏體素數據壓縮和實時繪製演算法
    3.3.1  背景介紹
    3.3.2  基於小波的稀疏體素繪製屬性壓縮
    3.3.3  基於小波的稀疏體素實時繪製演算法

    3.3.4  實例測試
  3.4  沉浸式環境立體繪製優化
    3.4.1  背景介紹
    3.4.2  基於單相機視覺的頭部位置跟蹤
    3.4.3  頭部和視點的位移映射
    3.4.4  左右立體圖像的快速生成
    3.4.5  實例分析
  參考文獻
第4章  增強現實三維註冊基礎
  4.1  攝像機模型
    4.1.1  坐標系定義
    4.1.2  坐標系轉換
    4.1.3  攝像機標定
  4.2  透視投影
    4.2.1  投影變換
    4.2.2  投影不變數
  4.3  三維註冊
    4.3.1  基於硬體感測器的跟蹤註冊
    4.3.2  基於二維標識的跟蹤註冊
    4.3.3  基於自然特徵的無標識跟蹤註冊
  參考文獻
第5章  面向製造場景的增強現實三維註冊
  5.1  基於線條特徵的三維註冊相關研究
    5.1.1  基於線條形狀
    5.1.2  基於硬體感測器
    5.1.3  基於拓撲結構
  5.2  基於直線條特徵與移動設備感測器的初始化註冊方法
    5.2.1  基於移動設備感測器的旋轉矩陣求解
    5.2.2  基於線條匹配的平移向量求解
    5.2.3  三維空間豎直線條提取
    5.2.4  實例分析
  5.3  基於直線條特徵的位姿實時跟蹤方法
    5.3.1  RAPiD方法
    5.3.2  問題與改進
    5.3.3  基於直線條特徵的位姿實時跟蹤方法
    5.3.4  實例分析
  5.4  基於輪廓特徵的初始化註冊方法
    5.4.1  輪廓提取與預定位
    5.4.2  旋轉矩陣求解
    5.4.3  平移參數校正
    5.4.4  實例分析
  5.5  基於一般線條特徵與VI-SLAM的位姿實時跟蹤方法
    5.5.1  RAPiD方法優化
    5.5.2  基於線條特徵與VI-SLAM的混合跟蹤
    5.5.3  實例分析
  5.6  基於線條特徵的增強現實裝配輔助原型系統
    5.6.1  基於移動終端觸控交互的線條模型及控制點自動提取
    5.6.2  基於線條模型引導的快速準確初始化
    5.6.3  原型系統
  參考文獻

第6章  內核引擎與開發平台
  6.1  內核引擎
    6.1.1  幾何造型內核
    6.1.2  繪製引擎
    6.1.3  動力學引擎
  6.2  開發平台
    6.2.1  Unity3D
    6.2.2  Unreal Engine
    6.2.3  Metaio
    6.2.4  Vuforia
    6.2.5  ARKit
  參考文獻
第7章  VR/AR與數字孿生
  7.1  數字孿生簡介
    7.1.1  數字孿生的發展歷程
    7.1.2  數字李生在製造中的應用
  7.2  典型案例:數控加工中的數字孿生+VR技術
    7.2.1  數字孿生系統總體架構
    7.2.2  加工過程幾何模擬演算法
    7.2.3  離散幾何模型的三維可視化
    7.2.4  驗證環境和典型零件
  7.3  典型案例:飛機裝配中的數字孿生+AR技術
    7.3.1  基於AR的線纜接頭裝配過程可視化
    7.3.2  基於AR的支架安裝狀態檢測
    7.3.3  基於雲服務的裝配狀態監控集成控制系統
  7.4  典型案例:發動機裝配中的數字孿生+VR技術
    7.4.1  多元感測融合測量系統
    7.4.2  發動機裝配信息融合與可視化軟體系統
  參考文獻
第8章  VR/AR在製造領域中的應用
  8.1  產品設計
    8.1.1  虛擬設計
    8.1.2  虛擬樣機
  8.2  運營管理
    8.2.1  生產系統的運行模擬
    8.2.2  數字工廠
  8.3  製造過程
    8.3.1  增材製造
    8.3.2  虛擬裝配與維修
    8.3.3  質量檢測
    8.3.4  工業模擬
  參考文獻

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