本书是一本讲述增强现实基本原理和算法的教材。全书共分为11章。首先介绍增强现实基本模型和原理、空间变换与相机模型。然后介绍增强现实所必需的空间注册与跟踪算法，包括基于平面标志的方法、基于3D点跟踪的方法、视频序列跟踪及有限重建方法等。在此基础上，讲解了增强现实中的虚实融合技术和空间增强现实技术，包括虚拟物体的绘制、虚实物体间的遮挡处理、光照环境的恢复、阴影的生成及图像融合。最后简单介绍增强现实环境中的人机交互技术。 本书的特点是： 针对增强现实中主要原型的基础算法进行介绍，重视基本原理和基本算法的陈述。为了便于复习和提高应变能力，各章都附有习题，并在扩展阅读部分提供深入学习相关内容的文献和发展方向。全书力求简单易懂，基础全面，便于自学。 本书可作为高等院校相关专业高年级本科生的教材，也可作为从事增强现实领域技术开发的广大科技工作者自学的入门书籍。

"秦学英, 山东大学软件学院教授，博士生导师。主要从事增强现实中的计算机视觉、图像视频分析等智能感知算法的研究。2009年获山东省自然科学杰出青年基金资助。近年来从事的主要研究工作包括：增强现实装配指导、三维物体跟踪与位姿估计、虚实融合与光照感知、肢体动态语义分析及虚实交互等。主持国家863课题、国家自然科学基金等10余项，曾作为技术骨干参与两项973项目和多项国家重点研发计划。研究成果在ACM TOG, IEEE TIP, IEEE TVCG, IJCAI, IEEE VR, IEEE CVPR, ACM MM等国际期刊和国际会议上发表。刘艳丽，四川大学计算机学院教授，博士生导师，目前担任视觉合成图形图像技术国防重点学科实验室副主任、中国计算机学会虚拟现实与可视化专委会委员、中国图象图形学会智能图形学专委会委员。长期从事虚拟现实/增强现实、计算机图形学与计算机视觉等领域交叉方向的研究。其中，在面向增强现实的光影重建与高精度定位等方面的研究处于国际前列。相关研究成果在国内外**学术期刊和会议上如TVCG、TMM、ACM MM等上发表论文50余篇。先后主持和主研多项国家自然科学基金、国家863计划课题、国家科技支撑计划课题、省部级课题和企业合作项目。目前担任《虚拟现实与智能硬件》(中英文)编委、《工程科学与技术》（原《四川大学学报（工程科学版）》编委。2012年获得陆增镛CAD&CG高科技奖，2019年获得四川省海外高层次留学人才称号，2021年荣获四川大学中青年科技领军人才称号。钟凡，山东大学计算机学院副教授，硕士生导师，山东大学未来学者。2010年毕业于浙江大学，获应用数学专业理学博士学位，主要研究方向为增强现实与计算机视觉，在图像视频分割与融合、三维物体跟踪等方面取得了较为突出的进展，研究成果在IEEE CVPR，ACM ToG，IEEE TIP，IEEE TVCG, IEEE VR等**国际期刊和国际会议上发表。邢冠宇，四川大学副教授，硕士生导师，2013年6月于浙江大学CAD&CG国家重点实验室获理学博士学位，2015年12月-2016年12月赴美国Temple University开展访问学者工作。长期从事计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实与增强现实方面的研究，在IEEE TVCG、CGF、PG等计算机图形学重要期刊和会议上发表论文二十余篇。目前，主持国家自然科学基金项目两项，参与并完成多项国家973项目、国家863项目。"

前言 设想一下，当高铁线路选址人员进行实地考察时，面对幽深的峡谷，如果原建设方案中设计的大桥腾空而起，呈现在设计人员眼前，而且可在现场从不同的视角进行观察，必然能够更好地论证原选址方案的合理性。同样地，当游客来到一个文化遗址观赏古代遗留下来的壁画时，面对岩壁上褪色、缺损和脱落的壁画，不免心生遗憾。这时若采用某种显示模式，使呈现在游客眼前的壁画恢复原作的风貌，甚至使壁画中的人物鲜活地动起来，则可使游客眼前一亮，大大增强他们的文化体验感。上面介绍的场面正是增强现实的典型应用场景。通过运用增强现实技术，可以使车展中心无须耗费大量的精力去调集、陈列各种不同的豪车，随着销售员绘声绘色的讲解，一辆辆展车会实时地呈现在观众的眼前，其光影效果跟真实的展品一模一样，观众可以看到展车周围的现场实景，大大提升了展示效果的真实性。在不远的将来，增强现实技术还能让远程的朋友瞬间出现在眼前，相聚在同一间办公室，愉快地交谈和讨论问题。 以上应用场景通过将虚拟景物无缝地嵌入现实场景中，大大增强了虚拟景物存在的真实感，扩展了人们对现实场景的体验和认知。这种真实感体现在虚拟景物与现实场景的空间一致性、光照一致性和交互一致性。由于计算机与现实世界存在的巨大鸿沟，这种一致性需要通过复杂计算和设备的支持方可实现。 尽管国内外对增强现实技术的研究如火如荼，但迄今为止，增强现实技术的教科书并不多见。为此，我们编写了本书，作为高年级本科生、研究生，以及一般从事科研和开发的工程人员所使用的入门教材。 增强现实技术中所涉及的基本理论和算法涉及空间注册、相机定标理论及满足精度、速度和稳定性的实用算法。作...