第一部分 增强现实和虚拟现实概述

第1章 计算机产生的世界

1.1 什么是增强现实

1.1.1 平视显示器

1.1.2 头戴式瞄准具和显示器

1.1.3 智能眼镜和增强型显示器

1.2 什么是虚拟现实

1.3 结论

第2章 了解虚拟空间

2.1 视觉空间的定义和内容

2.1.1 视觉和物体空间

2.1.2 内容

2.2 三维空间中的位置与方向定义

2.2.1 位置的定义

2.2.2 方向与旋转的定义

2.3 导航

2.4 结论

第二部分 理解人的感官与其输入／输出设备的关系

第3章 视觉的机制

3.1 视觉通路

3.1.1 进入眼睛

3.1.2 映像的形成与探测

3.2 空间视觉和深度感知线索

3.2.1 非来自于视网膜的信息线索

3.2.2 双眼视觉信息线索

3.2.3 单眼视觉信息线索

3.3 结论

第4章 头戴式显示装置的组成技术

4.1 显示装置的基础知识

4.1.1 视觉方式

4.1.2 显示装置的类型

4.1.3 成像和显示技术

4.2 相关术语和概念

4.2.1 关于光

4.2.2 显示装置的性能和特性

4.3 视觉结构

4.4 结论

第5章 增强性显示装置

5.1 双眼双通道式增强现实显示装置

5.1.1 Epson Moverio BT-300

5.1.2 Lumus的DK-50开发套件

5.1.3 AtheerAiR眼镜

5.1.4 DAQRI智能头盔

5.1.5 Osterhout设计集团的R-7智能眼镜

5.1.6 NVIS公司的nVisor ST50

5.1.7 微软公司的HoloLens

5.1.8 索尼的SmartEyeglass SED-El

5.2 单眼式增强现实显示装置

5.2.1 Vuzix的M100智能眼镜

5.2.2 Vuzix的M300智能眼镜

5.2.3 Google Glass

5.3 结论

第6章 完全沉浸式显示装置

6.1 个人电脑-控制台驱动的显示装置

6.1.1 Oculus Rift CV1

6.1.2 HTC Vive

6.1.3 Sony PlayStation VR

6.1.4 开放源码虚拟现实开发工具包

6.2 基于智能手机的显示装置

6.2.1 Google Cardboard

6.2.2 三星GearVR

6.3 计算机辅助虚拟环境和墙壁式虚拟环境

6.4 半球形和球形

6.5 结论

第7章 听觉的机制

7.1 定义声音

7.1.1 回声和混响

7.1.2 听觉的动态范围

7.2 听觉通道

7.2.1 外耳

7.2.2 中耳

7.2.3 内耳

7.2.4 从单耳听觉到双耳听觉

7.3 声音线索和三维定位

7.4 前庭系统

7.5 结论

第8章 听觉显示装置

8.1 传统的音频设备

8.1.1 单耳音频

8.1.2 立体音频

8.1.3 环绕声

8.1.4 双耳音频录制

8.2 结论

第9章 触觉的机制

9.1 触觉的科学

9.2 皮肤的解剖结构和组成

9.2.1 皮肤的层状结构

9.2.2 触觉

9.2.3 运动感觉

9.3 结论

第10章 触觉和力反馈装置

10.1 触错觉

10.2 触觉反馈装置

10.2.1 Gloveone

10.2.2 TeslaSuit

10.2.3 幻触音频和触觉声转导

10.2.4 SubPac

10.2.5 Woojer

10.2.6 Clark Synthesis公司的Full Contact Audio触觉音频转导器

10.3 力反馈装置

10.3.1 CyberGlove Systems公司的CyberGrasp

10.3.2 Geomagic Touch X幻触装置

10.4 结论

第11章 跟踪位置、方向和运动的感应器

11.1 感应器技术简介

11.2 光学跟踪器

11.2.1 多摄像头光学跟踪器

11.2.2 光学感应器

11.2.3 微软的Kinect

11.3 信标跟踪器

11.4 电磁跟踪器

11.5 惯性感应器

11.5.1 惯性感应器的功能原理

11.5.2 集成案例

11.6 声学感应器

11.7 结论

第12章 导航和交互的实现装置

12.1 二维和三维交互及导航的对比

12.2 手动界面的重要性

12.3 手和手势跟踪

12.3.1 手套

12.3.2 双棒／成对控制器

12.4 全身跟踪

12.5 游戏和娱乐界面

12.6 通过意识导航

12.7 结论

第三部分 增强和虚拟现实的应用

第13章 游戏与娱乐

13.1 虚拟现实与艺术

13.2 游戏

13.2.1 单人第一人称游戏

13.2.2 多人第一人称游戏

13.2.3 大型多人第一人称游戏

13.2.4 基于位置的娱乐

13.3 沉浸式视频／电影虚拟现实

13.4 结论

第14章 建筑与施工

14.1 人造空间

14.2 建筑设计：Mangan Group Architects

14.3 施工管理

14.3.1 Mortenson Construction

14.3.2 Nabholz Construction

14.4 房地产销售应用

14.5 建筑声学

14.6 结论

第15章 科学与工程

15.1 模拟与创新

15.2 船舶制造与海洋工程

15.2.1 英国皇家海军26型全球战斗舰

15.2.2 英国皇家海军机敏级核潜艇

15.3 汽车工程

15.4 航空航天工程

15.5 核工程与制造业

15.6 结论

第16章 健康与医疗

16.1 推动医疗领域发展

16.2 培训方面的应用

16.2.1 HelpMeSee白内障手术模拟器

16.2.2 Simodont牙医培训系统

16.3 治疗方面的应用

16.3.1 创伤后应激障碍

16.3.2 Bravemind

16.3.3 恐惧症

16.3.4 血管成像

16.3.5 医学信息学

16.4 结论

第17章 航空航天与国防

17.1 飞行模拟与训练

17.2 任务规划与预演

17.2.1 步兵训练系统

17.2.2 PARASIM虚拟现实降落伞飞行模拟器

17.3 步兵情景意识

17.4 高级座舱电子设备

17.4.1 军用领域

17.4.2 商用航空领域

17.4.3 民用领域

17.5 太空任务

17.6 结论

第18章 教育

18.1 实践型技能培养

18.1.1 VRTEX 360焊接模拟器

18.1.2 SimSpray喷漆培训系统

18.2 理论、知识习得与概念形成

18.2.1 建筑专业教育

18.2.2 谷歌Expeditions先锋项目

18.3 结论

第19章 信息控制与大数据可视化

19.1 什么是大数据

19.2 大数据分析与人类视野

19.2.1 纵向研究数据的可视化

19.2.2 跨领域开采的数据可视化

19.3 结论

第20章 遥控机器人与远程临场技术

20.1 遥控机器人与远程临场的定义

20.2 太空应用与机器人宇航员Robonaut

20.3 海底应用

20.4 地面与空中应用

20.4.1 DORA灵巧型移动观测自动化系统

20.4.2 Transporter3D自助式远程临场系统

20.5 结论

第四部分 人体、法律和社会因素

第21章 人体因素考量

21.1 什么是人体因素

21.2 身体副作用

21.2.1 虚拟世界与现实世界的对比

21.2.2 视觉诱发的晕动症

21.3 视觉副作用

21.3.1 辐辏-调节冲突

21.3.2 潜在影响

21.4 结论

第22章 法律与社会问题

22.1 法律问题

22.1.1 潜在产品责任

22.1.2 潜在的法庭应用与意义

22.1.3 虚拟世界法

22.2 道德和伦理问题

22.2.1 暴力型第一人称游戏

22.2.2 自由言论问题

22.3 结论

第23章 未来

23.1 以广角看未来

23.2 短期蓝图

23.3 长期展望

23.3.1 向增强现实显示器过渡

23.3.2 触觉与力反馈设备

23.3.3 3D音效

23.3.4 软件

23.4 结论

附录A 参考文献

附录B 资源清单