第一章 引言

1.1 虚拟现实的基本概念

1.2 虚拟现实系统的特性

1.3 虚拟现实发展简史

1.4 虚拟现实应用

1.5 本书的组织

第二章 虚拟现实外设

2.1 3-D位置跟踪器

2.1.1 3-D电磁跟踪器

2.1.2 超声波跟踪器

2.2 传感手套

2.2.1 VPL数据手套

2.2.3 CyberGlove

2.2.2 PowerGlove

2.3 立体鼠标

2.4 数据衣

2.5 触觉和力反馈的装置

2.6 立体显示设备

2.6.1 HMD

2.6.2 BOOM

2.6.3 立体眼镜

2.6.4 立体投影显示

2.6.5 3D显示器

2.7 3-D声音生成器

第三章 基于图形渲染的算法基础

3.1 几何造型

3.1.1 多面体造型

3.1.3 曲线、曲面表示的基础知识

3.1.2 曲面造型

3.1.4 二次曲面

3.1.5 超二次曲面

3.1.6 Bézier曲线与Bézier曲面

3.1.7 B-样条曲线和曲面

3.1.8 有理样条与NURBs曲面

3.2 光照模型

3.2.1 Lambert漫反射模型

3.2.2 Phong模型

3.3 三维观察

3.3.1 观察坐标

3.3.2 投影

3.3.3 观察体

3.3.4 Z缓存器算法

3.4 纹理映射

3.4.1 二维纹理映射的基本原理

3.4.2 建立纹理映射

3.4.3 Catmull算法

3.4.4 Blinn方法

3.4.5 两步法纹理映射

3.4.6 环境映射

3.4.7 三维纹理映射技术

3.4.8 MIPmap技术

第四章 基于图像渲染的理论基础

4.1 什么是基于图像渲染

4.2 全光模型

4.3 光图函数

4.3.1 四维光图函数的定义

4.3.2 四维参数的离散化

4.3.3 光图系统

4.3.4 关于光图函数的讨论

4.4 同心圆拼图

4.4.1 概述

4.4.2 同心圆拼图

4.5 同心球拼图的构造

4.5.1 拍摄方法

4.5.2 同心球拼图的构造方法

4.5.3 自由漫游

4.5.4 压缩

4.6 基于部分几何信息的IBR技术

4.6.1 视图插值技术

4.6.2 图像变形技术

4.6.3 基于外极几何的方法(Epipolar Geometry)

4.6.4 3D折叠(3D warp)方法

4.6.5 层次深度图像(LDI)

4.7 讨论

第五章 虚拟全景空间的模型与算法

5.1 VPS空间模型

5.1.1 视点空间

5.1.2 虚拟全景空间

5.1.3 空间操纵

5.2 VPS系统的一般组成

5.2.1 全景图像生成器

5.2.2 空间编辑器

5.2.3 VPS浏览器

5.3 全景图像生成的基本思想

5.3.1 柱面全景图像的拍摄方法

5.3.3 成像模型与象素坐标

5.3.2 球面全景图像的拍振方法

5.3.4 估计象素焦距

5.4 柱面全景图像生成技术

5.4.1 柱面正投影算法

5.4.2 柱面全景图像的拼接算法

5.4.3 柱面全景图像的反投影算法

5.4.4 柱面全景图像的漫游

5.5 球面全景图像生成技术

5.5.1 球面正投影算法

5.5.2 鱼眼图像的校正算法

5.5.3 球面全景图像反投影算法

5.6 全景视频技术

5.6.1 摄像机运动简化模型

5.6.2 摄像机运动参数估计公式

5.6.3 实现中的一些问题

5.6.4 测试与评价

5.7 视点空间之间的操纵算法

5.7.1 简单的缩放实现

5.7.2 一种图像变形算法

第六章 虚拟现实引擎

6.1 帧速率与计算负载

6.1.1 图形性能与阴影模式

6.1.2 图形性能与场景复杂度

6.2 基于PC机的VR引擎

6.3 基于SGI工作站的VR引擎

6.3.1 InfiniteReality2概述

6.3.2 分辨率与显示模式

6.3.3 颜色

6.3.4 纹理映射

6.4 高度并行的VR引擎

6.5 分布化VR引擎

6.5.1 基于超级服务器的系统

6.5.2 IBM分布系统

第七章 虚拟现实建模

7.1 几何建模

7.1.1 造型工具

7.1.2 环境外观

7.2 运动建模

7.2.1 对象位置

7.2.2 碰撞检侧

7.2.3 交互映射

7.2.4 对象层次

7.3 物理建模

7.3.1 表面变形

7.3.2 表面光滑程度

7.4 对象行为

7.5 模型分割

7.5.1 模型分割

7.5.2 LoD分割

7.6 虚拟现实建模语言VRML

7.6.1 VRML简介

7.6.2 VRML的特性

7.6.3 节点

7.6.4 场景图

7.6.5 漫游与用户交互

7.6.6 VRML创作实例

第八章 虚拟现实开发工具

8.1 虚拟世界工具箱WTK

8.1.1 WTK概述

8.1.2 WTK的结构和对象机制

8.1.3 WTK的仿真流程管理

8.1.4 WTK的窗口和视区

8.1.5 WTK的视点

8.1.6 WTK的场景结构

8.1.7 WTK的几何场景构造

8.1.8 WTK的光照处理

8.1.9 WTK的材质

8.1.10 WTK的纹理

8.1.11 传感器

8.1.12 三维立体声

8.2 Vega

8.2.1 什么是Vega

8.3 MR：VR应用工具箱

8.2.2 场景图管理

第九章 分布式虚拟现实系统

9.1 概念与特性

9.1.1 什么是DVR

9.1.2 DVR的特性

9.1.3 几个典型DVR系统与工具

9.2 DVR的系统结构

9.2.1 集中式/复制式结构

9.2.2 统一的局部数据库/不同的局部数据库

9.3 DVR模型

9.3.1 DS模型

9.3.2 MPSC模型

9.4 DVR中的优先调度算法

9.4.1 概述

9.4.2 PRR算法

9.4.3 结合可见性信息

9.5 分布交互仿真DIS

9.5.1 概述

9.5.2 仿真实体

9.5.3 网络接口NIU(network interface unit)

9.5.4 计算机生成兵力

9.6 高层体系结构HLA

9.6.1 HLA概述

9.6.2 HLA框架

9.6.3 对象模型OM对互操作和可重用的支持

9.6.4 基于HLA/RTI的分布交互仿真体系结构

第十章 协同虚拟现实系统

10.1 CVR的概念与特性

10.2 CVR涉及的关键技术

10.3.1 引言

10.3 虚拟空间会议系统

10.3.2 VST的概念

10.3.3 VST需研究解决的问题

10.3.4 虚拟会议空间的结构与构造

10.3.5 虚拟空间会议合成计算模型

10.4 VST-1原型系统介绍

10.4.1 系统运行环境

10.4.2 系统体系结构

10.4.3 MCS设计与实现

10.4.4 会议管理子系统

10.4.5 虚拟对象管理子系统

10.4.6 数据分发管理子系统

10.4.7 基于DirectPlay的网络通信接口

10.4.8 虚拟会议环境构造

10.4.10 交互代理子系统

10.4.9 视音频采集与处理子系统

10.4.11 虚拟会场显示子系统

10.4.12 虚拟会场合成

第十一章 虚拟现实系统设计和评价方法

11.1 引言

11.2 两种开发领域

11.3 我们的方法

11.4 有效迭代

11.5 一个实例：Dragon战场可视化虚拟环境

11.6 Dragon VE的设计与评价方法

11.7 总结

第十二章 虚拟现实发展趋势展望

12.1 虚拟现实发展面临的三大障碍

12.2.1 概述

12.2 “虚实结合”是虚拟现实技术发展的必然

12.2.2 什么是“虚实结合”

12.2.3 为什么需要“虚实结合”

12.3 增强现实简介

12.3.1 基本概念

12.3.2 增强现实的应用

12.3.3 增强现实的特征

12.4 一个典型的AR系统：虚拟演播室

12.4.1 概述

12.4.2 数字视频技术

12.4.3 蓝室设计和光照

12.4.4 摄像机跟踪

12.4.5 绘制

12.4.6 合成

参考文献