靈境（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)的理論、實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

1  概論                  
     1. 1  信息技術(shù)的發(fā)展及面臨的挑戰(zhàn)                  
     1. 2  靈境系統(tǒng)的特征及基本構(gòu)成                  
     1. 2. 1  靈境系統(tǒng)的特征                  
     1. 2. 2  靈境系統(tǒng)的構(gòu)成                  
     1. 2. 3  構(gòu)建靈境系統(tǒng)所需的部分軟. 硬件設(shè)備                  
  2  適人化的多維信息空間                  
     2. 1  適人化的多維信息空間的基本概念及構(gòu)成                  
     2. 2  簡(jiǎn)單的歷史回顧                  
     2. 2. 1  靈境技術(shù)的發(fā)展過(guò)程                  
     2. 2. 2  靈境系統(tǒng)的幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例                  
     2. 2. 3  VR在歐洲的研究開(kāi)發(fā)                  
     2. 3  多維化信息空間的發(fā)展前景                  
  3  人的環(huán)境感知與虛擬環(huán)境                  
     3. 1  視覺(jué)感知生理                  
     3. 1. 1  眼睛                  
     3. 1. 2  視覺(jué)神經(jīng)系統(tǒng)                  
     3. 1. 3  可視區(qū)域                  
     3. 1. 4  視敏度和視覺(jué)感受性                  
     3. 1. 5  立體與深度感知                  
     3. 1. 6  色彩感知                  
     3. 1. 7  分辨率                  
     3. 2  聽(tīng)覺(jué)感知                  
     3. 2. 1  耳朵                  
     3. 2. 2  聲音知覺(jué)機(jī)理                  
     3. 2. 3  聽(tīng)覺(jué)的預(yù)處理                  
     3. 2. 4  聽(tīng)覺(jué)定位                  
     3. 2. 5  聲音的解釋                  
     3. 3  人類感知的極限                  
     3. 4  人的感知和認(rèn)知信息處理模型                  
     3. 4. 1  短期記憶                  
     3. 4. 2  長(zhǎng)期記憶                  
     3. 4. 3  記憶機(jī)制                  
     3. 4. 4  記憶組織                  
     3. 5  虛擬環(huán)境對(duì)人類感知的影響                  
     3. 6  小結(jié)                  
  4  人機(jī)交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備                  
     4. 1  基本設(shè)計(jì)準(zhǔn)則                  
     4. 2  虛擬環(huán)境系統(tǒng)分類                  
     4. 3  虛擬環(huán)境中人機(jī)接口系統(tǒng)的構(gòu)成                  
     4. 4  硬件系統(tǒng)                  
     4. 5  軟件系統(tǒng)                  
     4. 6  用戶界面系統(tǒng)                  
     4. 6. 1  用戶界面系統(tǒng)的研究問(wèn)題                  
     4. 6. 2  一般用戶界面的設(shè)計(jì)原則                  
     4. 6. 3  虛擬環(huán)境界面設(shè)計(jì)準(zhǔn)則                  
     4. 7  系統(tǒng)集成                  
     4. 7. 1  多信息流同步與集成                  
     4. 8  小結(jié)                  
  5  視景的內(nèi)部表示                  
     5. 1  生成視景的內(nèi)部條件                  
     5. 1. 1  視景生成過(guò)程                  
     5. 1. 2  對(duì)象的幾何建模                  
     5. 2  視景的基本內(nèi)部表示                  
     5. 2. 1  圖形學(xué)表示                  
     5. 2. 2  圖象表示                  
     5. 2. 3  運(yùn)動(dòng)圖象的表示                  
     5. 3  視景的高層內(nèi)部表達(dá)                  
     5. 3. 1  三維物體的幾何模型                  
     5. 3. 2  物體的結(jié)構(gòu)表示                  
     5. 3. 3  物體的多視特征表示                  
     5. 4  小結(jié)                  
  6  視景的生成                  
     6. 1  生成真實(shí)感圖形的基本理論與算法                  
     6. 1. 1  真實(shí)感三維表面的構(gòu)造生成方法                  
     6. 1. 2  曲面表示                  
     6. 1. 3  光照模型與算法                  
     6. 1. 4  自然景象的模擬                  
     6. 2  動(dòng)畫(huà)生成[金95]                  
     6. 2. 1  關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)                  
     6. 2. 2  變形物體的動(dòng)畫(huà)                  
     6. 2. 3  人體動(dòng)畫(huà)                  
     6. 3  復(fù)雜背景圖象存儲(chǔ)與處理                  
     6. 3. 1  數(shù)據(jù)壓縮算法                  
     6. 3. 2  圖象變形與生成                  
     6. 4  復(fù)雜圖象實(shí)時(shí)生成與顯示：CIG對(duì)通用圖形工作站                  
     6. 5  小結(jié)                  
  7  支持視景生成的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言                  
     7. 1  0penGL的目的與特點(diǎn)                  
     7. 1. 1  0penGL的目的                  
     7. 1. 2  0penGL的特點(diǎn)                  
     7. 2  二維與三維圖形的生成                  
     7. 2. 1  0penGL基本原理                  
     7. 2. 2  openGL基本操作                  
     7. 2. 3  0penGL圖形的描繪                  
     7. 2. 4  網(wǎng)柵化                  
     7. 2. 5  0penGL中幾種特殊的函數(shù)                  
     7. 2. 6  有關(guān)OpenGL圖形庫(kù)的補(bǔ)充                  
     7. 3  利用0penGL的三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)生成                  
     7. 3. 1  OpenGL動(dòng)畫(huà)工作原理                  
     7. 3. 2  生成動(dòng)畫(huà)                  
     7. 3. 3  動(dòng)畫(huà)性能最佳化                  
     7. 4  圖形開(kāi)發(fā)環(huán)境                  
     7. 5  小結(jié)                  
  8  虛擬環(huán)境中常用的視聽(tīng)設(shè)備原理與系統(tǒng)                  
     8. 1  頭盔式顯示器                  
     8. 1. 1  顯示技術(shù)                  
     8. 1. 2  CRT顯示設(shè)備                  
     8. 1. 3  直視式顯示設(shè)備                      
     8. 1. 4  液晶開(kāi)關(guān)顯示設(shè)備                  
     8. 1. 5  投影式設(shè)備                  
     8. 1. 6  微機(jī)械硅(micromechanical silicon)顯示設(shè)備                  
     8. 1. 7  頭盔式顯示器HMD光學(xué)系統(tǒng)                  
     8. 1. 8  頭盔式顯示器系統(tǒng)                  
     8. 1. 9  基于CRT的頭盔式顯示器                  
     8. 1. 10  帶有光導(dǎo)纖維的頭盔式顯示器                  
     8. 1. 11  其他頭盔式顯示設(shè)備                  
     8. 2  聽(tīng)覺(jué)環(huán)境系統(tǒng)                  
     8. 2. 1  3D聲音定位系統(tǒng)                  
     8. 2. 2  C0nvo1votron                  
     8. 3  小結(jié)                  
  9  虛擬環(huán)境中操作者的檢測(cè)與操作數(shù)據(jù)獲取                  
     9. 1  電磁跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 1. 1  交流電磁跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 1. 2  直流電磁跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 2  聲音定位與跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 2. 1  聲波飛行時(shí)間位置跟蹤器                  
     9. 2. 2  Linco1n Wand                  
     9. 2. 3  Piltdown三維羅盤(pán)                  
     9. 2. 4  ManelPower手套                  
     9. 2. 5  SpaCe Pen                  
     9. 2. 6  相位相干位置跟蹤器                  
     9. 2. 7  Seitz-Pezaris的HMD位置跟蹤器                  
     9. 2. 8  聲音位置跟蹤器的評(píng)價(jià)                  
     9. 3  視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 3. 1  固定傳感器                  
     9. 3. 2  SELSPOT                  
     9. 3. 3  遙現(xiàn)光學(xué)追蹤系統(tǒng)                  
     9. 3. 4  GEC—Marconi視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 3. 5  Honeywell旋轉(zhuǎn)射線                  
     9. 3. 6  圖象處理光學(xué)系統(tǒng)                  
     9. 3. 7  HoneywellLED陣列                  
     9. 3. 8  對(duì)光學(xué)位置跟蹤器的評(píng)價(jià)                  
     9. 3. 9  其他空間跟蹤系統(tǒng)                  
     9. 4  視點(diǎn)感應(yīng)系統(tǒng)                  
     9. 5  數(shù)據(jù)手套                  
     9. 5. 1  VPL數(shù)據(jù)手套                  
     9. 5. 2  VPL數(shù)據(jù)手套的工作原理                  
     9. 5. 3  EXOS的精巧手控設(shè)備                  
     9. 5. 4  計(jì)算精巧手控設(shè)備輸出角度                  
     9. 5. 5  PowerGlove                  
     9. 5. 6  CVberGlove                  
     9. 6  數(shù)據(jù)衣                  
     9. 7  小結(jié)                  
  10  觸覺(jué)與力學(xué)反饋裝置                  
     10. 1  力學(xué)反饋手套                  
     10. 1. 1  劉陽(yáng)比遙控力學(xué)反饋手套                  
     10. 1. 2  力反饋手套R(shí)M II                  
     10. 2  壓力反饋系統(tǒng)                  
     10. 2. 1  壓力反饋操縱桿                  
     10. 2. 2  筆式力量感知裝置                  
     10. 3  表面壓力反饋裝置                  
     10. 3. 1  點(diǎn)陣式表面壓力反饋裝置                  
     10. 3. 2  觸覺(jué)接口SPICE                  
     10. 4  小結(jié)                  
  11  人臉圖象的認(rèn)知                  
     11. 1  面部圖象的合成                  
     11. 1. 1  分析與合成                  
     11. 1. 2  一般二維模型的建立                  
     11. 1. 3  從普通模型到特定模型的映射與參數(shù)修正                  
     11. 1. 4  基于特定圖象合成時(shí)圖象特征點(diǎn)的提取                  
     11. 2  面部動(dòng)作(表情)的合成                  
     11. 2. 1  唇動(dòng)合成                  
     11. 3  面部圖象的檢測(cè). 跟蹤與識(shí)別                  
     11. 3. 1  面部圖象檢測(cè)                  
     11. 3. 2  人臉跟蹤                  
     11. 4  面部表情及唇動(dòng)的識(shí)別                  
     11. 4. 1  面部表情的識(shí)別                  
     11. 4. 2  面部表情的分析與分類                  
     11. 4. 3  面部表情的功能模型                  
     11. 4. 4  面部表情的特點(diǎn)與特征                  
     11. 4. 5特征提取                  
     11. 4. 6  面部表情的分析與識(shí)別                  
     11. 4. 7  表情識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果                  
     11. 4. 8  口型識(shí)別                  
     11. 5  小結(jié)                  
  12  手勢(shì)的合成與識(shí)別                  
     12. 1  手勢(shì)合成                  
     12. 1. 1  CAD手勢(shì)模型                  
     12. 2  手勢(shì)的檢測(cè)與識(shí)別                  
     12. 2. 1  手勢(shì)識(shí)別的特點(diǎn)                  
     12. 2. 2  手勢(shì)識(shí)別方法的發(fā)展                  
     12. 2. 3  手勢(shì)識(shí)別的技術(shù)難點(diǎn)                  
     12. 3  手勢(shì)識(shí)別方法                  
     12. 3. 1  靜態(tài)復(fù)雜背景中手勢(shì)目標(biāo)的捕獲與特征提取                  
     12. 3. 2  目標(biāo)識(shí)別                  
     12. 3. 3  動(dòng)態(tài)復(fù)雜背景的手勢(shì)識(shí)別                  
  13  自然語(yǔ)言認(rèn)知接口                  
     13. 1  語(yǔ)音識(shí)別與合成                  
     13. 1. 1  語(yǔ)音識(shí)別的回顧                  
     13. 1. 2  動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整DTW                  
     13. 1. 3  隱Markov模型HMM                  
     13. 1. 4  連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別                  
     13. 1. 5  電話語(yǔ)音識(shí)別                  
     13. 1. 6  語(yǔ)音合成技術(shù)                  
     13. 2  漢字與字符識(shí)別                  
     13. 2. 1  漢字與字符識(shí)別的一般過(guò)程                  
     13. 2. 2  印刷體漢字識(shí)別                  
     13. 2. 3  聯(lián)機(jī)手寫(xiě)體漢字識(shí)別                  
     13. 2. 4  筆式計(jì)算機(jī)和PDA                  
     13. 2. 5  脫機(jī)手寫(xiě)體漢字識(shí)別                  
     13. 3  自然語(yǔ)言理解與機(jī)器翻譯                  
     13. 3. 1  自然語(yǔ)言理解的過(guò)程和目標(biāo)                  
     13. 3. 2  自然語(yǔ)言理解的發(fā)展                  
     13. 3. 3  自然語(yǔ)言理解的主要技術(shù)                  
     13. 3. 4  漢語(yǔ)的計(jì)算機(jī)理解                  
     13. 3. 5  機(jī)器翻譯                  
  14  虛擬環(huán)境的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法論                  
     14. 1  面象對(duì)象技術(shù)                  
     14. 1. 1  面向?qū)ο蠹夹g(shù)是靈境系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方法學(xué)                  
     14. 1. 2  面向?qū)ο筌浖夹g(shù)的基本特點(diǎn)                  
     14. 1. 3  面向?qū)ο蠓椒ㄋ峁┑慕y(tǒng)一的表示范式                  
     14. 2  面向智能體技術(shù)是面向?qū)ο蠹夹g(shù)的改進(jìn)                  
     14. 2. 1  從多維信息表示的需求出發(fā)所提出的改進(jìn)                  
     14. 2. 2  從實(shí)時(shí)處理需求出發(fā)所提出的改進(jìn)                  
     14. 2. 3  從并發(fā)處理需求出發(fā)所提出的改進(jìn)                  
     14. 2. 4  從人工智能技術(shù)出發(fā)所提出的改進(jìn)                  
     14. 2. 5  從軟件開(kāi)發(fā)模式出發(fā)所提出的改進(jìn)                  
     14. 3  面向智能體程序設(shè)計(jì)方法學(xué)                  
     14. 3. 1  AOP的構(gòu)成                  
     14. 3. 2  Agent合作關(guān)系表示與應(yīng)用                  
     14. 4  虛擬環(huán)境管理器的概念模型設(shè)計(jì)方法                  
     14. 5  小結(jié)                  
  15  虛擬環(huán)境的開(kāi)發(fā)環(huán)境與平臺(tái)                  
     15. 1  桌面虛擬環(huán)境系統(tǒng)VRT                  
     15. 2  分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)dVS                  
     15. 3  VPL的RB2系統(tǒng)                  
     15. 3. 1  RB2硬件結(jié)構(gòu)                  
     15. 3. 2  三維造型軟件Swivel3—D Professional                  
     15. 3. 3  BodvElectric                  
     15. 4  虛擬環(huán)境操作外殼VEOS                  
     15. 4. 1  VEOS環(huán)境                  
     15. 4. 2  VEOS內(nèi)核                  
     15. 4. 3  從USP使用VEOS                  
     15. 5  虛擬環(huán)境應(yīng)用工具M(jìn)R                  
     15. 5. 1  概要                  
     15. 5. 2  MR原理                  
     15. 5. 3  MR工具包                  
     15. 5. 4  MR程序包                  
     15. 6  世界工具包WTK                  
     15. 6. 1  虛擬環(huán)境的合成                  
     15. 6. 2  仿真管理程序                  
     15. 6. 3  宇宙中的對(duì)象                  
     15. 7  MultiGen                  
     15. 7. 1  數(shù)字地形海拔數(shù)據(jù)(DTED)選項(xiàng)                  
     15. 7. 2  數(shù)字特征分析數(shù)據(jù)(DFAD)轉(zhuǎn)換選項(xiàng)                  
     15. 7. 3  紋理選項(xiàng)                  
     15. 8  通用可視化系統(tǒng)GVS                  
     15. 9  SGI的靈境開(kāi)發(fā)平臺(tái)                  
     15. 9. 1  SkyWriter                  
     15. 9. 2  現(xiàn)實(shí)引擎                  
     15. 9. 3  現(xiàn)實(shí)引擎結(jié)構(gòu)概述                  
     15. 9. 4  系統(tǒng)性能概述                  
     15. 9. 5  現(xiàn)實(shí)引擎紋理                  
     15. 9. 6  構(gòu)件                  
     15. 9. 7  紋理存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)                  
     15. 9. 8  紋理類型和方法                  
     15. 9. 9  SGI實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)REACT                  
     15. 9. 10  確定的系統(tǒng)響應(yīng)                  
     15. 10  Division ProVision                  
     15. 10. 1  SuperVision                  
     15. 10. 2  系統(tǒng)簡(jiǎn)介                  
     15. 10. 3  獨(dú)特的立體視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)                  
     15. 10. 4  PAZ著色器                  
     15. 11  小結(jié)                  
  16  高級(jí)虛擬環(huán)境中的幾種計(jì)算模型                  
     16. 1  視覺(jué)計(jì)算                  
     16. 1. 1  立體視覺(jué)                  
     16. 1. 2  光流計(jì)算                  
     16. 2  神經(jīng)元計(jì)算                  
     16. 2. 1  BP算法                  
     16. 2. 2  Hopfield網(wǎng)                  
     16. 2. 3  自組織神經(jīng)網(wǎng)                  
     16. 3  演化計(jì)算                  
     16. 3. 1  發(fā)展與建立                  
     16. 3. 2  遺傳算法                  
     16. 3. 3  遺傳規(guī)劃                  
     16. 3. 4  進(jìn)化策略                  
     16. 3. 5  演化計(jì)算在虛擬環(huán)境中的應(yīng)用                  
     16. 3. 6  未來(lái)的發(fā)展                  
  17  應(yīng)用系統(tǒng)                  
     17. 1  人在回路中的仿真(Man-In—the—Loop  Simulation)                  
     17. 2  飛行模擬器(Flight simulator)                  
     17. 2. 1  視景系統(tǒng)                  
     17. 2. 2  運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)                  
     17. 2. 3  操縱負(fù)荷系統(tǒng)                  
     17. 2. 4  音響系統(tǒng)                  
     17. 3  虛擬戰(zhàn)場(chǎng)(作戰(zhàn)仿真系統(tǒng))                  
     17. 3. 1  分布交互仿真                  
     17. 3. 2  DIS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)                  
     17. 3. 3  仿真實(shí)體的表現(xiàn)形式和數(shù)據(jù)傳輸                  
     17. 3. 4  網(wǎng)絡(luò)接口NIU(Network Interface Unit)                  
     17. 3. 5  計(jì)算機(jī)生成兵力                  
   參考文獻(xiàn)與相關(guān)文獻(xiàn)                  
   附錄1：VR技術(shù)詞匯表