虚拟现实技术与应用PDF电子书下载

第1篇 实用虚拟现实系统概述 1

第1章 实用虚拟现实技术总论 1

1．1 引言 1

1．2 虚拟现实的发展过程 5

1．3 国外虚拟现实技术的研究现状 6

1．3．1美国的研究状况[27-51,64,68,70,71,85-87] 6

1．3．2 欧洲的研究状况[25,56,81,82,] 8

1．3．3 日本的研究状况[55] 8

1．4 国内虚拟现实技术的研究现状 9

1．5 虚拟现实技术存在的问题及发展方向 10

第2章 观察方法与观察设备 12

2．1 引言 12

2．2 液晶眼镜观察方法 14

2．2．1 液晶眼镜的接口及常见部件 14

2．2．2 视差 17

2．2．3 体视的计算 20

2．2．4 编写生成体视图像的软件 23

2．2．5 液晶眼镜的局限性 26

2．3 头盔观察方法 26

2．3．1 当前的头盔显示器技术 26

2．3．2 头盔显示器的工作原理 28

2．3．3 制作自己的头盔显示器 34

2．3．4 为头盔显示器提供良好的视频信号 36

2．3．5 制作单视场头盔显示器 36

2．4．1 系统的硬件结构 37

2．4 一种基于微机的实用虚拟现实系统的硬件组成 37

2．3．6 设计软件的注意事项 37

2．4．2 计算机自动控制液晶片切换的驱动接口设计 40

2．4．3 接口的硬件电路控制 41

第3章 虚拟现实的制作工具：3DS MAX 42

3．1 3D Studio MAX简介 42

3．1．1 3D Studio MAX中的对象 43

3．1．2 与创建场景对象有关的概念 45

3．1．3 改变对象的概念 49

3．1．4 场景中的层级概念 51

3．1．5 动画的概念 53

3．1．6 材质与贴图的概念 55

3．1．7 MAXScript的概念 56

3．2 制作举例 57

3．2．1 创建地形 57

3．2．2 调整视图并设定动态的文字 59

3．2．3 动画的设定 62

3．2．4 给对象指定材质并制作材质动画 63

3．2．5 雪花粒子 64

3．3 3DS MAX的开发语言 66

3．3．1 MAXScript及其应用 66

3．3．2 max命令 67

3．3．3 编写一个简单的用户界面 67

3．4 3DS MAX与VRML 72

3．4．1 建模工具和建模策略 72

3．4．3 其他技术 75

3．4．2 使和VRML Exporter提供的工具 75

3．4．4 VRML Exporter能导出什么、不能导出什么 76

第4章 虚拟现实的制作工具：Maya 77

4．1 Maya的用户工作空间 78

4．2 从属（Dependency）图 81

4．2．1 节点 82

4．2．2 属性 83

4．2．5 层级 84

4．2．6 MEL脚本语言 84

4．2．4 轴心点 84

4．2．3 连接 84

4．3 Maya中的动画 85

4．3．1 关键帧动画 85

4．3．2 路径动画 86

4．3．3 互动动画 86

4．3．4 动力学动画（Dynamics） 87

4．4 在Maya中建模 88

4．4．1 NURBS曲线 88

4．4．2 NURBS表面 89

4．4．3 多边形 90

4．4．4 绘图历史 91

4．5 变形（Deformations） 91

4．5．1 栅格 91

4．5．2 雕刻对象 92

4．5．3 簇 92

4．6 角色动画 92

4．6．2 反向运动： 93

4．6．1 骨架和关节 93

4．6．3 给角色增加肌肤 94

4．7 渲染 95

4．7．1 明暗组 95

4．7．2 纹理贴图 95

4．7．3 照明 96

4．7．4 运动模糊 96

4．7．8 渲染器的工作方式 97

4．7．7 光线追踪渲染 97

4．7．6 A缓存渲染 97

4．7．5 硬件渲染 97

第2篇 体视动画的生成技术 98

第5章 视差算法及体视图的生成 98

5．1 一般方法 99

5．2 在计算机上生成体视图 101

5．2．1 在计算机上生成体视图的方法 101

5．2．2 在3DS MAX中生成体视图 101

5．2．3 用3DS MAX 制作体视图的一个例子 104

第6章 体视图的自动生成 107

6．1 自动生成体视动画的一种算法 107

6．2 程序实现 109

6．2．1 程序流程 109

6．2．2 控制摄像机的属性参数 111

6．3 左右视图的合成 113

6．4 体视图的色彩处理 121

6．5．1 系统的结构 122

6．5 体视图的生成与处理系统 122

6．5．2 渲染控制的实现 123

第3篇 实用VR技术的应用 126

第7章 虚拟现实在工程模拟中的应用 126

7．1 概述 126

7．2 工程动态模拟的一般过程 126

7．3 工程模拟中的一些关键技术 129

7．3．1 建模中关键技术 129

7．3．2 材质技术 134

7．3．3 运动控制技术 136

第8章 工程模拟应用举例 138

8．1 发动机装配过程的动态模拟 138

8．1．1 发动机零部件模型的特点 138

8．1．2 发动机零部件装配过程的运动轨迹分析 138

8．1．3 建立零部件的实体模型 140

8．1．4 灯光及材质处理 143

8．1．5 动画的实现 143

8．1．6 体视图的生成与合成 145

8．1．7 配音与编辑合成 147

8．2 大功率行波管的动态模拟 150

8．2．1 模型的建立 151

8．2．2 设置灯光和材质 151

8．2．3 运动的设定 152

8．2．4 编辑与合成 152

第9章 实用VR技术在建筑中的应用 153

9．1 建筑浏览模型的特点 153

9．2 建模应注意的问题 154

9．3 摄像机和灯光的使用 160

9．3．1 摄像机的使用 160

9．3．2 光照效果 161

9．4 材质的使用 164

9．4．1 设计材质的时候需要考虑的典型问题 164

9．4．2 材质的获取问题 168

9．5 体视图的生成与合成 169

9．6 配音与编辑合成 170

参考文献 177