《增强现实技术与Ho oLens应用开发》基于微软推出的头戴式HoloLens智能显示设备介绍增强现实技术的应用开发。全书分为三篇共9章,内容从相关概念与理论基础入手,介绍增强现实(AR)的概念、起源、现状与发展、基本特点、原理和相关支撑性理论与技术和AR的应用领域;然后介绍.Net平台、C#语言、Unity 3D仿真引擎等基础语言与仿真编程技术,建立增强现实技术开发的入门基础;□后,根据HoloLens智能设备特点与技术要求,介绍其软硬件配置与AR应用开发方法,再辅以具体应用开发过程案例,详细讲解增强现实软件结构、数据、交互等设计方法,并针对具体装备机械部件的形态认知、结构组成、工作原理、维护保养、故障判排等功能以及书中提供翔实的程序行,帮助读者进行直观的学习和具体操作。
《增强现实技术与HoloLens应用开发》可作大学教材,也可供增强现实开发领域的行业培训教学或该领域从业人员自学,以及供HoloLens业余爱好者阅读参考。
增强现实(AR,Augmented Reality)是在虚拟现实(VR,Virtual Reality)基础上产生的一种新概念,它能将真实世界与虚拟世界有机结合,让用户在沉浸虚拟环境的同时,还能感受到物理场景。HoloLens是微软公司开发的一种基于混合现实的智能设备,其本质上是增强现实的具体运用。随着AR和HoloLens的不断完善和发展,其在工程机械、冶金、矿业、消防、医疗等虚拟仿真中已有了广泛的应用和广阔前景,同时也强烈吸引着高科技爱好者。
本书以HoloLens应用开发为主线,讲解其相关理论以及开发过程、方法和技巧等。全书分为三篇共9章,□□篇为AR相关理论和应用,共3章。其中,□□章介绍增强现实的概念、起源与发展状况以及增强现实的基本特点、组成和原理;第□章介绍增强现实相关理论和支撑技术,包括坐标系及变换理论,数据采集、三维注册、传感器、人工智能、无线通信等技术;第3章介绍增强现实在教育、制造、军事、医疗、旅游业等方面的实际应用。第二篇为技术基础篇,共3章。其中,第4章介绍.Net平台和C#开发技术,包括C#程序设计基础、C#面向对象和WebService开发及应用;第5章介绍Unity 3D仿真引擎,包括Unity 3D简介,脚本及UI开发、物理引擎及常用插件;第6章介绍基于HoloLens的增强现实应用开发,包括HoloLens简介,HoloLens开发环境搭建,HoloLens凝视、手势、语音、实物识别方法和技巧,□后通过一个综合案例进一步归纳和整合本章知识点。第三篇为综合案例篇,共3章。其中,第7章为案例设计,从软件开发的角度逐步分析设计案例的硬件、软件、网络、技术等架构,为用户开发各类虚拟示教系统提供参考:第8章介绍案例的网络管理分系统,包括数据库设计和远程数据调用的方法与过程;第9章介绍案例的虚拟训练分系统,实现虚拟训练的具体功能,包括对某型变速器的形态认知、结构组成、工作原理、维护保养、故障分析判断等。
本书将网络开发融入到Unity 3D和HoloLens应用之中,涵盖B/S网络的开发过程、方法和技巧,包括C#、Java、CSS、、HTML、WebService、数据库等相关技术。本书可以为C#、Java、网络等方面从事教学、开发、设计人员提供参考,本书的适用对象还包括:
1.高等院校中工程机械、车辆维修、冶金工程、电子电路、山川地貌、海洋湖泊、医学医疗等多种专业开展虚拟仿真教学或毕业设计的老师和学生:
□.开发机械、消防、医疗、污染等虚拟仿真行业软件的技术人员:
3.机械、电子、车辆、医疗等厂商宣传产品的业务人员。
本书由孙志丹、王海涛同志主编,钱坤、王清、申金星、赵华琛、王硕等参与编写。在编写过程中,得到了同行专家的大力支持和帮助。此外,作者还参阅了大量文献资料,在此向同行专家和文献作者一并表示感谢。书中大部分代码均为作者手动录入并经过验证,有兴趣的读者通过hololen□□ook@ 163.com邮件进一步交流。
由于作者学识和水平所限,书中的缺点和错误恳请广大读者和专家批评指正。
□□篇 基础理论篇
□□章 增强现实的起源与发展
1.1 相关概念
1.1.1 虚拟现实
1.1.□ 混合现实
1.1.3 增强现实
1.□ 发展历程
1.□.1 虚拟现实发展史
1.□.□ 增强现实发展史
1.3 增强现实的基本特性
1.4 增强现实的基本组成与原理
第□章 增强现实相关理论与技术
□.1 数据采集技术
□.1.1 数据采集的原理与过程
□.1.□ 图像匹配方法
□.□ 坐标系及其变换
□.□.1 成像坐标系
□.□.□ 摄像机坐标系
□.□.3 世界坐标系
□.□.4 虚拟世界坐标系
□.3 摄像机标定
□.4 三维注册技术
□.4.1 基于物理硬件注册方式
□.4.□ 基于计算机视觉注册方式
□.5 人体感官机制
□.5.1 视觉
□.5.□ 听觉
□.5.3 触觉
□.5.4 嗅觉
□.6 传感器技术
□.6.1 陀螺仪
□.6.□ 生物传感器
□.6.3 力反馈
□.6.4 距离传感器
□.6.5 速度传感器
□.6.6 颜色传感器
□.7 人工智能技术
□.7.1 手势识别
□.7.□ 语音识别
□.7.3 音效仿真
□.7.4 位移计算
□.7.5 物体识别
□.8 无线通信技术
□.8.1 蓝牙技术
□.8.□ WiFi技术
□.8.34 G/5G技术
□.9 定位技术
□.9.1 卫星定位
□.9.□ 激光定位
□.9.3 红外光学捕捉
□.9.4 惯性捕捉
□.10 图形识别技术
□.10.1 图像识别简述
□.10.□ 图像识别方法
□.10.3 主要研究方向
□.10.4 应用领域
第3章 增强现实的应用
3.1 AR在教育中的应用
3.□ AR在制造业中的应用
3.□.1 AR辅助产品设计
3.□.□ 工艺流程的仿真场景模拟
3.□.3 工厂整体布置规划
3.3 AR在军事中的应用
3.3.1 战场作战指挥应用
3.3.□ 战场工程设施设计
3.3.3 战场环境增强显示
3.3.4 战场建设现场控制
3.3.5 作战人员训练演练
3.3.6 战场工程运营维护
3.4 AR在医疗中的应用
3.4.1 临床医学教学培训
3.4.□ 手术辅助
3.4.3 远程协同手术
3.5 AR在旅游业中的应用
……
第二篇 技术基础篇
第三篇 综合案例篇
参考文献