虚拟现实辅助机械设计PDF电子书下载

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第1章 虚拟现实技术简介 1

引言 1

1.1 虚拟现实的I3特征 2

1.2 虚拟现实的发展里程碑 5

1.3 虚拟现实系统的典型组成及关键技术 10

1.3.1 虚拟现实系统的典型组成 11

1.3.2 虚拟现实的关键技术 12

1.4 虚拟现实系统的分类 14

1.5 虚拟现实仿真引擎 17

1.6 虚拟现实辅助技术 18

1.7 虚拟现实技术的典型应用 19

1.8 虚拟现实的未来 21

1.9 本书结构 22

本章小结 22

练习与思考 22

参考文献 22

第2章 虚拟现实输入技术 24

引言 24

2.1 手势识别设备Leap Motion传感器 24

2.1.1 Leap Motion概述 24

2.1.2 Leap Motion的硬件结构 25

2.1.3 Leap Motion的原理 26

2.1.4 Leap Motion检测的信息 27

2.1.5 Leap Motion采用的算法 27

2.1.6 Leap Motion的应用 28

2.2 人体捕捉设备Kinect 33

2.2.1 Kinect概述 33

2.2.2 Kinect V1与Kinect V2硬件结构介绍 33

2.2.3 Kinect骨骼追踪原理 36

2.2.4 Kinect SDK的功能 38

2.2.5 Kinect的应用 39

2.2.6 Azure Kinect 40

2.3 其他虚拟现实输入设备 44

2.3.1 三维空间鼠标 44

2.3.2 数据手套 44

2.3.3 数据衣 47

本章小结 50

练习与思考 50

参考文献 50

第3章 虚拟现实输出技术 52

引言 52

3.1 立体显示 52

3.1.1 立体显示概述 52

3.1.2 人眼视觉系统 54

3.1.3 虚拟现实立体显示设备的发展 56

3.1.4 虚拟现实立体显示设备 58

3.2 HTC Vive虚拟现实系统 70

3.2.1 HTC Vive构成 71

3.2.2 HTC Vive安装过程 73

3.2.3 Lighthouse定位系统 76

3.3 触觉反馈 81

本章小结 83

练习与思考 83

参考文献 83

第4章 虚拟现实建模技术 85

引言 85

4.1 3D建模 85

4.1.1 3D建模基础知识 86

4.1.2 3D建模方法 88

4.2 物理建模 95

4.2.1 碰撞检测算法 95

4.2.2 接触力模型 102

4.3 行为建模 103

4.3.1 虚拟控制手柄的行为建模 103

4.3.2 徒手交互的行为建模 105

4.4 动力学建模 107

本章小结 108

练习与思考 109

参考文献 109

第5章 虚拟现实开发引擎Unity3D 110

引言 110

5.1 Unity3D简介 110

5.2 Unity3D开发架构 113

5.2.1 软件安装 114

5.2.2 Unity3D编辑器 118

5.2.3 资源导入 124

5.2.4 创建工程和游戏场景 127

5.3 渲染引擎 129

5.3.1 Unity3D中的自定义Shader 130

5.3.2 相关编程接口介绍 130

5.3.3 图形管线基本原理介绍 133

5.3.4 渲染管线 136

5.4 PhysX物理引擎 137

5.4.1 Rigidbody 137

5.4.2 Colliders 138

5.4.3 Character Controller 140

5.4.4 Joint 141

5.5 C＃语言简介 143

5.5.1 概述 143

5.5.2 C＃语言的编译和运行环境 144

5.6 Unity3D案例实解 144

本章小结 148

练习与思考 148

参考文献 148

第6章 虚拟现实人机交互技术 150

引言 150

6.1 虚拟现实人机交互方式 151

6.1.1 视觉交互 151

6.1.2 HUD 153

6.1.3 语音交互 154

6.1.4 肢体运动交互 155

6.1.5 眼球追踪与面部表情捕捉 157

6.1.6 力反馈交互 158

6.1.7 脑机交互 159

6.2 虚拟手建模与交互 161

6.2.1 虚拟手建模 161

6.2.2 虚拟手模型驱动方式 162

6.2.3 虚拟手型模型 163

6.2.4 虚拟手碰撞检测 165

6.3 虚拟人体建模与交互 168

6.3.1 坐标标定 168

6.3.2 数据传输 169

6.3.3 数据融合 171

6.4 虚拟现实人机交互技术的应用 174

6.5 未来人机交互发展趋势 176

本章小结 177

练习与思考 177

参考文献 178

第7章 虚拟现实辅助产品设计技术 180

7.1 产品设计 180

7.1.1 产品设计的开发模式变革 180

7.1.2 产品设计的要求 182

7.1.3 产品设计流程 183

7.2 计算机辅助设计 184

7.2.1 概述 184

7.2.2 产品设计的关键步骤 185

7.2.3 计算机辅助设计的不足 186

7.3 虚拟现实辅助设计 189

7.3.1 虚拟现实辅助概念设计 190

7.3.2 虚拟现实辅助布局设计 191

7.3.3 虚拟现实辅助装配设计 193

本章小结 211

练习与思考 211

参考文献 212

第8章 虚拟现实辅助装配平台开发与实例 213

引言 213

8.1 开发架构 213

8.1.1 什么是架构 213

8.1.2 Simple GameManager与Manager of Managers 214

8.1.3 UI框架 215

8.1.4 MVC框架 216

8.2 虚拟现实辅助装配平台架构 217

8.3 虚拟现实辅助装配的多层级零件建模 219

8.3.1 零件层次结构模型 219

8.3.2 几何外形属性 220

8.3.3 物理属性数据 221

8.3.4 几何装配特征数据 222

8.3.5 碰撞包围盒数据 222

8.4 基于自由度限制算法约束计算 223

8.5 虚拟现实辅助装配的人机交互操作 228

8.5.1 虚拟手无标记交互操作 228

8.5.2 虚拟环境下实时信息显示界面 231

8.5.3 虚拟环境下交互电子指导手册 231

8.6 某综合传动装置装配实例 232

8.6.1 某综合传动三轴的实际装配 232

8.6.2 虚拟装配的虚拟环境搭建 235

8.6.3 虚拟环境下传动轴的动态装配过程 236

8.6.4 信息反馈辅助装配机制 240

本章小结 243

练习与思考 243

参考文献 244

附录 基于VRduino电路板介绍六自由度姿态跟踪 245

后记 256

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