本书围绕教育部提出的“金课”理念及体系结构,侧重于医学虚拟现实与增强现实基础理论的教学及应用,使读者能够在较短的时间里由浅入深地了解、认识和掌握虚拟现实和增强现实技术的精髓及使用方法,以及这些技术在医学领域的应用。

第1章虚拟现实概述 1.1虚拟现实的概念 1.1.1虚拟现实定义 1.1.2虚拟现实的特征 1.1.3虚拟现实系统的组成 1.2虚拟现实系统的类型 1.2.1沉浸式虚拟现实系统 1.2.2桌面式虚拟现实系统 1.2.3分布式虚拟现实系统 1.3虚拟现实主要研究对象 1.4虚拟现实技术在医学领域中的应用 1.5虚拟现实的发展和现状 1.5.1虚拟现实技术发展历程 1.5.2虚拟现实技术研究现状 1.5.3虚拟现实技术的发展趋势 本章小结 第2章虚拟现实的体系结构 2.1VR绘制流水线 2.1.1VR视觉绘制 2.1.2VR图形流水线绘制 2.1.3VR触觉流水线绘制 2.2VR四种常用体系结构 2.2.1基于PC的体系结构 2.2.2基于工作站的体系结构 2.2.3基于可移动设备的体系结构 2.2.4基于VR一体机的体系结构 2.3分布式虚拟现实体系结构 2.3.1多流水线同步策略 2.3.2联合定位绘制流水线 2.3.3PC集群 2.3.4分布式虚拟现实 本章小结 第3章虚拟现实的核心技术 3.1三维建模技术 3.1.1几何建模技术 3.1.2物理建模技术 3.1.3行为建模技术 3.2立体显示技术 3.2.1双目视差显示技术 3.2.2全息技术 3.3真实感实时绘制技术 3.3.1真实感绘制技术 3.3.2实时绘制技术 3.4三维虚拟声音 3.5人机交互技术 3.5.1手势识别技术 3.5.2面部表情识别技术 3.5.3眼动跟踪技术 3.5.4语音识别技术 3.6碰撞检测技术 本章小结 第4章虚拟现实的输入设备 4.1三维位置跟踪器 4.1.1虚拟现实的定位追踪 4.1.2跟踪器的性能参数 4.1.3电磁跟踪器 4.1.4超声波跟踪器 4.1.5光学跟踪器 4.1.6惯性跟踪器 4.1.7GPS跟踪器 4.1.8混合跟踪器 4.2导航输入设备 4.2.1三维鼠标 4.2.2手柄 4.3手势输入设备 4.3.1手势接口 4.3.2数据手套 4.3.3运动捕捉设备 本章小结 第5章虚拟现实的输出设备 5.1虚拟现实的图形显示设备 5.1.1人类的视觉系统概述 5.1.2头盔显示器 5.1.3沉浸式虚拟现实显示系统 5.1.4立体眼镜显示设备 5.2虚拟现实的声音显示设备 5.2.1人类的听觉系统概述 5.2.2基于HRTF的三维声音显示设备 5.2.3多扬声器听觉系统 5.3虚拟现实的触觉反馈设备 5.3.1人类的触觉系统概述 5.3.2接触反馈设备 5.3.3力反馈设备 5.3.4触觉反馈在医学中的应用 本章小结 第6章三维数字建模与三维全景 6.1三维数字建模概述 6.2三维全景概述 6.2.1三维全景的分类 6.2.2三维全景的特点 6.2.3三维全景的应用领域 6.3全景照片的拍摄硬件 6.3.1硬件设备 6.3.2硬件配置方案 6.4全景照片的拍摄方法 6.5三维全景的软件实现 6.5.1全景大师的安装 6.5.2项目管理 6.5.3场景管理 6.5.4皮肤管理 6.6智能三维全景 6.6.1智能化医院三维全景导航系统 6.6.2智能全景盲区行车辅助系统 本章小结 第7章3ds Max三维建模 7.1三维建模软件比较 7.1.13ds Max 7.1.2Rhino 7.1.3Maya 7.23ds Max基础操作 7.2.1启动与退出 7.2.2打开、保存及导出模型 7.2.3操作界面 7.2.4视图区及其操作 7.2.5工具栏常用工具 7.3模型制作 7.3.1几何体建模 7.3.2图形建模 7.3.3复合建模 7.4设计材质 7.4.1材质编辑器 7.4.2常用贴图 7.4.3贴图坐标 7.5摄影机与灯光 7.5.1摄影机 7.5.2灯光 7.6基础动画制作 7.6.1“时间配置”对话框 7.6.2“自动关键点”动画 7.6.3“设置关键点”动画 7.6.4生成动画常规流程 本章小结 第8章Unity 3D三维开发平台 8.1三维开发平台 8.1.1Unity 3D 8.1.2虚幻游戏引擎4 8.2Unity 3D基本功能 8.2.1Unity 3D的界面 8.2.2Unity 3D的菜单 8.3对象与脚本 8.3.1Unity 3D的对象 8.3.2Unity 3D的脚本 8.4脚本调试 8.4.1显示脚本信息 8.4.2设置断点调试 8.5光影 8.5.1光源类型 8.5.2环境光与雾 8.6地形 8.7天空盒 8.8物理引擎 8.9动画系统 8.10智能机器人 8.11外部资源 8.11.1贴图的导入 8.11.23ds Max静态模型的导入 8.11.33ds Max动画的导入 8.11.4资源商店中模型的导入 本章小结 第9章增强现实概述 9.1增强现实概念 9.1.1增强现实定义 9.1.2增强现实的基本结构 9.1.3增强现实发展状况 9.1.4增强现实与虚拟现实的联系与区别 9.2移动增强现实 9.2.1移动增强现实概念 9.2.2移动增强现实系统构成 9.2.3移动增强现实技术的应用 9.3增强现实核心技术 9.3.1显示技术 9.3.2三维注册技术 9.3.3标定技术 9.3.4人机交互技术 9.4增强现实的实现 9.4.1Vuforia SDK的下载与导入 9.4.2在Unity 3D中创建图片识别案例 9.4.3案例的发布 9.4.4增强现实的其他开发工具 9.5增强现实在医学上的应用 9.5.1手术导航系统的应用 9.5.2人体解剖教学的应用 9.5.3医学类图书的应用 本章小结 参考文献