本書共分四部分，23章。第 一部分闡述了增強和沉浸式顯示器以及它們的歷史，虛擬空間的概念；第二部分探索使我們能夠從視覺上感知真實世界和虛擬世界的生理過程，包括視覺機制、頭戴式顯示裝置的組成、增強性顯示裝置、沉浸式顯示裝置、聽覺機制、聽覺顯示裝置、觸覺機制、觸覺和力反饋裝置等內容；第三部分挖掘增強現實和虛擬現實在多個領域的應用，具體包括游戲和娛樂、建筑與施工、科學與工程、健康與醫療、航空航天與國防、教育、信息控制與大數據可視化等領域；第四部分首先探討使用這些先進的可視化工具可能導致的并發癥和副作用，以及解決辦法，然后探討這些技術的興起帶來的法律、社會和倫理方面的問題，后討論這些關鍵技術的下一個重大進展及短期和長期前景。
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前 言
第一部分 增強現實和虛擬現實概述
第1章 計算機產生的世界 2
1.1 什么是增強現實 2
1.1.1 平視顯示器 3
1.1.2 頭戴式瞄準具和顯示器 5
1.1.3 智能眼鏡和增強型顯示器 5
1.2 什么是虛擬現實 7
1.3 結論 9
第2章 了解虛擬空間 10
2.1 視覺空間的定義和內容 10
2.1.1 視覺和物體空間 11
2.1.2 內容 11
2.2 三維空間中的位置與方向定義 12
2.2.1 位置的定義 13
2.2.2 方向與旋轉的定義 14
2.3 導航 15
2.4 結論 16
第二部分 理解人的感官與其輸入/輸出設備的關系
第3章 視覺的機制 18
3.1 視覺通路 18
3.1.1 進入眼睛 19
3.1.2 映像的形成與探測 22
3.2 空間視覺和深度感知線索 25
3.2.1 非來自于視網膜的信息線索 25
3.2.2 雙眼視覺信息線索 27
3.2.3 單眼視覺信息線索 29
3.3 結論 36
第4章頭戴式顯示裝置的組成技術… 37
4.1 顯示裝置的基礎知識 37
4.1.1 視覺方式 37
4.1.2 顯示裝置的類型 39
4.1.3 成像和顯示技術 39
4.2 相關術語和概念 44
4.2.1 關于光 45
4.2.2 顯示裝置的性能和特性 45
4.3 視覺結構 47
4.4 結論 52
第5章 增強性顯示裝置 53
5.1 雙眼雙通道式增強現實顯示裝置 53
5.1.1 Epson Moverio BT-300 53
5.1.2 Lumus的DK-50開發套件 55
5.1.3 AtheerAiR眼鏡 56
5.1.4 DAQRI智能頭盔 58
5.1.5 Osterhout設計集團的R-7智能眼鏡 59
5.1.6 NVIS公司的nVisor ST50 61
5.1.7 微軟公司的HoloLens 62
5.1.8 索尼的SmartEyeglass SED-E1 63
5.2 單眼式增強現實顯示裝置 65
5.2.1 Vuzix的M100智能眼鏡 65
5.2.2 Vuzix的M300智能眼鏡 66
5.2.3 Google Glass 67
5.3 結論 69
第6章 完全沉浸式顯示裝置 71
6.1 個人電腦-控制臺驅動的顯示裝置 71
6.1.1 Oculus Rift CV1 71
6.1.2 HTC Vive 73
6.1.3 Sony PlayStation VR 75
6.1.4 開放源碼虛擬現實開發工具包 76
6.2 基于智能手機的顯示裝置 78
6.2.1 Google Cardboard 78
6.2.2 三星GearVR 79
6.3 計算機輔助虛擬環境和墻壁式虛擬環境 80
6.4 半球形和球形 83
6.5 結論 84
第7章 聽覺的機制 85
7.1 定義聲音 85
7.1.1 回聲和混響 86
7.1.2 聽覺的動態范圍 87
7.2 聽覺通道 87
7.2.1 外耳 88
7.2.2 中耳 89
7.2.3 內耳 89
7.2.4 從單耳聽覺到雙耳聽覺 92
7.3 聲音線索和三維定位 92
7.4 前庭系統 96
7.5 結論 97
第8章 聽覺顯示裝置 98
8.1 傳統的音頻設備 98
8.1.1 單耳音頻 98
8.1.2 立體音頻 99
8.1.3 環繞聲 101
8.1.4 雙耳音頻錄制 103
8.2 結論 111
第9章 觸覺的機制 112
9.1 觸覺的科學 112
9.2 皮膚的解剖結構和組成 113
9.2.1 皮膚的層狀結構 113
9.2.2 觸覺 114
9.2.3 運動感覺 121
9.3 結論 123
第10章 觸覺和力反饋裝置 124
10.1 觸錯覺 124
10.2 觸覺反饋裝置 125
10.2.1 Gloveone 126
10.2.2 TeslaSuit 128
10.2.3 幻觸音頻和觸覺聲轉導 130
10.2.4 SubPac 130
10.2.5 Woojer 130
10.2.6Clark Synthesis公司的Full Contact Audio觸覺音頻轉導器 132
10.3 力反饋裝置 132
10.3.1 CyberGlove Systems公司的CyberGrasp 133
10.3.2 Geomagic Touch X幻觸裝置 134
10.4 結論 135
第11章跟蹤位置、方向和運動的感應器 136
11.1 感應器技術簡介 136
11.2 光學跟蹤器 137
11.2.1 多攝像頭光學跟蹤器 137
11.2.2 光學感應器 138
11.2.3 微軟的Kinect 140
11.3 信標跟蹤器 141
11.4 電磁跟蹤器 142
11.5 慣性感應器 143
11.5.1 慣性感應器的功能原理 144
11.5.2 集成案例 144
11.6 聲學感應器 145
11.7 結論 147
第12章 導航和交互的實現裝置 148
12.1 二維和三維交互及導航的對比 148
12.2 手動界面的重要性 149
12.3 手和手勢跟蹤 150
12.3.1 手套 150
12.3.2 雙棒/成對控制器 152
12.4 全身跟蹤 154
12.5 游戲和娛樂界面 155
12.6 通過意識導航 156
12.7 結論 157
第三部分 增強和虛擬現實的應用
第13章 游戲與娛樂 160
13.1 虛擬現實與藝術 160
13.2 游戲 161
13.2.1 單人第一人稱游戲 161
13.2.2 多人第一人稱游戲 162
13.2.3 大型多人第一人稱游戲 162
13.2.4 基于位置的娛樂 163
13.3 沉浸式視頻/電影虛擬現實 164
13.4 結論 166
第14章 建筑與施工 167
14.1 人造空間 167
14.2 建筑設計：Mangan Group Architects 168
14.3 施工管理 169
14.3.1 Mortenson Construction 170
14.3.2 Nabholz Construction 172
14.4 房地產銷售應用 173
14.5 建筑聲學 174
14.6 結論 174
第15章 科學與工程 175
15.1 模擬與創新 175
15.2 船舶制造與海洋工程 175
15.2.1英國皇家海軍26型全球戰斗艦 176
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