虚拟现实（VR）和增强现实（AR）已经成为智能制造不可或缺的技术，在制造全生命周期发挥作用。本书将讨论VR和AR的技术基础，从建模、虚拟场景，到渲染、动画，再到人机交互、科学计算可视化集成等，最后给出基本的开发方法。本书面向智能制造专业或者其他相关专业的本科生，在学习本书内容之前，学生应具备初步的计算机软件编程能力、高等数学基础。本书的进阶内容，学生应具备数据结构和计算机图形学基础。

鲍劲松，东华大学教授，博士生导师，东华大学智能制造研究所所长，美国南加州大学访问学者。现任中国机电一体化技术应用协会工业大数据分会秘书长，中国机械工程学会机器人分会、工业大数据与智能系统分会第一届委员，上海市图学学会常务理事。长期从事智能制造系统、工业智能技术、VR/AR、数字孪生领域的教学与科研工作。主持国家自然科学基金面上项目2个，主持和参与国家重点研发计划项目各1个，主持和参与工业和信息化部智能制造、工业互联网专项项目共8个。出版专著3部，发表论文60余篇；获得国家发明专利和软件著作权授权近20项：获上海市科技进步三等奖1项。

第1章 虚拟/增强现实技术基础
1.1 概念与发展历史
1.1.1 定义
1.1.2 VR/AR的特点
1.1.3 VR/AR的发展
1.2 VR/AR的沉浸原理
1.2.1 深度暗示
1.2.2 自然人机交互
1.2.3 虚实融合
1.3 VR/AR系统与组成
1.3.1 VR系统
1.3.2 AR系统
1.4 面向制造的VR/AR典型应用
习题
参考文献
第2章 三维几何表达与处理
2.1 三维模型数据及处理
2.1.1 概述
2.1.2 三维多边形网格
2.1.3 三维点云
2.2 常用的三维网格模型文件
习题
参考文献
第3章 三维虚拟场景
3.1 一坐标系与坐标变换
3.1.1 坐标系统
3.1.2 坐标变换
3.2 三维场景图
3.2.1 一个简单三维场景
3.2.2 场景图数据结构
3.2.3 场景图的基本要素
3.2.4 场景图累积变换矩阵
3.3 AR场景的虚实融合
3.3.1 虚实融合概述
3.3.2 相机标定技术
3.3.3 虚实场景注册技术与跟踪技术
3.4 场景优化
3.4.1 概述
3.4.2 模型优化
3.4.3 场景结构优化
3.4.4 场景加载优化
习题
参考文献
第4章 真实感渲染
4.1 图形染流程概述
4.2 模型、视图与投影变换
4.3 光栅化
4.4 着色
4.4.1 光源
4.4.2 光线表示
4.4.3 光照模型
4.5 纹理
4.5.1 纹理定义
4.5.2 纹理映射
4.6 使用Unity进行真实感疸染
习题
参考文献
第5章 运动仿真与动画
5.1 计算机动画概述
5.2 基于关键帧的仿真动画
5.2.1 关键帧动画基本方法
5.2.2 关键帧动画应用
5.3 基于物理的仿真动画
5.3.1 粒子
5.3.2 刚体运动
5.3.3 柔性体仿真
5.4 基于运动学的机构仿真动画
5.4.1 正向运动学计算
5.4.2 逆运动学计算
5.4.3 虚拟人运动仿真方法
习题
参考文献
第6章 工程数据可视化
6.1 数据可视化概述与基本流程
6.1.1 概述
6.1.2 可视化流程
6.2 科学计算可视化
6.2.1 有限元分析数据表示
6.2.2 标量场可视化
6.2.3 矢量场可视化
6.2.4 多物理场可视化
6.2.5 基于VTK的可视化
6.3 信息可视化
6.3.1 信息可视化概述
6.3.2 信息可视化方法
6.4 数据可视化与虚拟场景融合
习题
参考文献
第7章 人机交互技术
7.1 人机交互概述
7.1.1 概念
7.1.2 流程
7.1.3 技术发展
7.2 人机交互输入设备与原理
7.3 人机交互输出界面
7.4 人机交互关键技术
7.4.1 选择与操作
7.4.2 漫游
7.4.3 用户界面设计
7.5 案例：人机交互式虚拟维修训练
习题
参考文献
第8章 VR/AR开发方法
8.1 VR/AR开发概述
8.1.1 VR/AR应用类型
8.1.2 系统工程方法
8.2 利用Unity进行系统开发
8.2.1 使用PTCVuforia软件包
8.2.2 使用苹果ARKit软件包
8.2.3 使用谷歌ARCore软件包
8.2.4 使用微软MRTK软件包
8.3 利用OpenSceneGraph进行开发
8.4 基于WebXR的开发
习题
参考文献
附录 术语简表