增強現實技術的目標是將計算機生成的虛擬環境
與用戶周圍的現實環境融為一體，使用戶從感官效果
上確信虛擬環境是其周圍真實環境的組成部分。因此
，增強現實技術具有虛實結合、實時交互、三維注冊
的特點。圍繞這三方面，本書主要介紹增強現實繫統
的標定方法、實現虛擬與真實環境無縫融合的顯示設
備、有標識的六自由度跟蹤注冊技術、無標識的六自
由度跟蹤注冊技術以及適用於移動終端的增強現實繫
統，並給出了典型的應用實例，包括基於增強現實技
術的輕量級飛行模擬器開發和基於增強現實技術的圓
明園數字重現定點觀察設備。
王湧天、陳靖、程德文編著的《增強現實技術導
論》可作為計算機、信息工程等相關專業高年級本科
生、研究生的教材以及相關領域研究人員的參考用書
。

序
前言
第1章 引言
1.1 增強現實技術的概念和發展
1.1.1 虛擬現實技術
1.1.2 增強現實技術
1.1.3 增強現實技術與虛擬現實技術的比較
1.1.4 增強現實繫統的性能評價
1.2 增強現實繫統中的硬件與軟件包
1.2.1 增強現實繫統中的硬件
1.2.2 增強現實繫統軟件包
1.2.3 增強現實技術的**外研究機構
1.3 增強現實技術的難點
1.3.1 增強現實繫統中的頭盔顯示技術
1.3.2 增強現實繫統中的跟蹤注冊技術
1.3.3 增強現實繫統的交互技術
1.4 增強現實技術的應用領域
參考文獻
第2章 增強現實繫統的顯示技術
2.1 顯示設備的分類及概述
2.1.1 屏幕顯示器
2.1.2 頭盔顯示器
2.1.3 投影式頭盔顯示器
2.1.4 視網膜直接成像顯示器
2.1.5 投影顯示設備
2.1.6 智能可穿戴顯示設備
2.2.1 自由曲面頭盔顯示器
2.2.2 全息波導型頭盔顯示器
2.2.3 幾何波導型頭盔顯示器
2.2.4 高性能頭盔顯示技術
2.2.5 真實立體感頭盔顯示技術
2.3 增強現實頭盔顯示器的設計要點
2.3.1 頭盔顯示器的組成與原理
2.3.2 頭盔顯示器的光學繫統設計要點
2.3.3 部分**外頭盔顯示器的設計
參考文獻
第3章 增強現實繫統的標定
3.1 攝像機的幾何模型和坐標變換
3.1.1 圖像坐標繫與像素坐標繫
3.1.2 圖像坐標繫與攝像機坐標繫
3.1.3 攝像機坐標繫與世界坐標繫
3.2 攝像機標定
3.2.1 線性模型的攝像機標定
3.2.2 基於平面方格點的攝像機標定
3.2.3 非線性模型的攝像機標定
3.3 基於透視式頭盔顯示器的增強現實繫統標定
3.3.1 視頻透視式增強現實繫統的標定
3.3.2 光學透視式頭盔顯示器的標定技術
參考文獻
第4章 基於標識的增強現實跟蹤注冊技術
4.1 基於標識的跟蹤注冊技術概述
4.2 常用的標識點
4.2.1 ARToolkit方形標識點
4.2.2 SCR標識點繫統
4.2.3 環形標識點
4.2.4 Sony計算機實驗室標識點
4.2.5 室內裝飾性人工標識
4.2.6 紅外標識繫統
4.3 各種人工標識繫統中的識別定位算法比較
4.3.1 人工標識的形狀
4.3.2 標識的顏色
4.3.3 定位標識區域
4.3.4 標識的可識別範圍
4.3.5 特征點提取
4.3.6 標識的編碼信息量
4.3.7 理想特征的概要
參考文獻
第5章 無標識增強現實三維跟蹤注冊
5.1 基於場景平面的增強現實跟蹤注冊
5.1.1 繫統初始化
5.1.2 攝像機位姿估計
5.1.3 實驗結果
5.2 基於模型和關鍵幀的注冊方法
5.2.1 3D場景模型與關鍵幀的創建
5.2.2 選擇參考圖像幀
5.2.3 寬基線匹配
5.2.4 攝像機位姿求解
5.2.5 實驗結果
5.2.6 算法評價
5.3 基於圖像匹配的無標識跟蹤注冊方法
5.3.1 關鍵幀匹配
5.3.2 2D圖像匹配算法
5.3.3 實驗結果
5.4 基於SIFT特征的無標識點跟蹤注冊方法
5.4.1 SIFT特征描述算子
5.4.2 SIFT關鍵點的匹配
5.4.3 基於SIFT特征的攝像機位姿估計
5.5 基於運動結構重建的跟蹤注冊算法
5.5.1 MonoSLAM算法
5.5.2 PTAM算法
5.6 混合跟蹤注冊
5.6.1 根據傳感器類型分類
5.6.2 根據傳感器融合方式分類
5.7 無標識跟蹤注冊算法的未來研究方向
參考文獻
第6章 移動增強現實繫統
6.1 概述
6.2 移動增強現實繫統的研究現狀
6.2.1 移動增強現實技術的學術研究
6.2.2 移動增強現實技術的商業應用
6.3 面向智能手機的移動增強現實核心技術
6.3.1 主體結構框架
6.3.2 跟蹤定位算法
6.3.3 海量場景的目標識別
6.3.4 人機交互方式
6.3.5 數據通信和傳輸
6.3.6 功耗
6.4 Android繫統開發環境
6.4.1 Android操作繫統
6.4.2 手機硬件環境和軟件開發環境
6.4.3 OpenCV庫編譯和基於NDK的開發
6.4.4 部分增強現實功能實現
參考文獻
第7章 增強現實技術的應用實例———輕量級飛行模擬器
7.1 增強現實輕量級飛行模擬器
7.1.1 繫統功能
7.1.2 繫統結構
7.1.3 座艙視景的虛實融合原理
7.1.4 樣機繫統實現與測試
7.2 改進型增強現實輕量級飛行模擬器
7.2.1 改進型增強現實飛行座艙繫統設計
7.2.2 座艙頭部跟蹤繫統的實驗模擬
7.2.3 跟蹤器的實驗對比結果
參考文獻
第8章 增強現實技術的應用實例———圓明園定點觀景器
8.1 **代定點增強現實觀景器
8.2 第二代增強現實定點觀景器
8.2.1 第二代增強現實定點繫統的優點
8.2.2 第二代繫統的構建
8.2.3 增強現實定點觀景器的用戶使用情況調查
8.3 AR-View增強現實定點觀景器
8.4 隨動式增強現實定點觀景器
8.4.1 繫統構成
8.4.2 樣機設備與操作使用