第1章 虚拟现实技术概论 1
1.1 虚拟现实技术概述 1
1.1.1 基本概念 1
1.1.2 虚拟现实技术的特性 4
1.1.3 虚拟现实系统的组成 6
1.2 虚拟现实技术的发展历程 7
1.2.1 虚拟现实技术发展历程 7
1.2.2 虚拟现实技术研究现状 11
1.2.3 虚拟现实技术的发展趋势 14
1.3 虚拟现实技术的分类 15
1.3.1 沉浸式虚拟现实系统 15
1.3.2 增强式虚拟现实系统 16
1.3.3 桌面式虚拟现实系统 16
1.3.4 分布式虚拟现实系统 17
1.4 虚拟现实产业发展现状与前景 17
1.4.1 我国虚拟现实产业发展情况 17
1.4.2 国外虚拟现实产业发展情况 18
1.4.3 虚拟现实产业链 18
1.4.4 虚拟现实产业发展前景 19
1.5 AR、MR技术 20
1.5.1 什么是AR、MR 20
1.5.2 怎样区分VR与AR、MR 22
小结 23
习题 24
第2章 典型应用与未来展望 25
2.1 永恒的博物馆 25
2.1.1 “虚拟博物馆”及其发展现状 25
2.1.2 “虚拟博物馆”的特点 27
2.1.3 “虚拟博物馆”的应用技术 28
2.1.4 “虚拟博物馆”的发展趋势 29
2.2 随时可用的万能实验室 30
2.2.1 虚拟实验室的概念 30
2.2.2 虚拟实验室的分类及特点 32
2.2.3 虚拟实验室的发展现状 33
2.2.4 虚拟实验室未来的两个发展方向 34
2.3 沉浸式“Buy＋”时代 35
2.3.1 虚拟现实购物——更加直观的网店 35
2.3.2 仍在布局中的虚拟现实购物 38
2.3.3 虚拟现实购物的未来展望 41
2.4 足不出户找“医生” 42
2.4.1 虚拟现实手术系统 42
2.4.2 虚拟现实远程医疗 43
2.4.3 虚拟现实医学教育 44
小结 45
习题 45
第3章 虚拟现实的关键技术 46
3.1 立体高清显示技术 46
3.1.1 立体视觉的形成原理 47
3.1.2 立体高清显示技术 48
3.2 三维建模技术 53
3.2.1 几何建模 53
3.2.2 物理建模 56
3.2.3 运动建模 58
3.3 三维虚拟声音技术 59
3.3.1 三维虚拟声音的特征 59
3.3.2 头部相关传递函数 60
3.3.3 语音识别与合成技术 60
3.4 人机交互技术 62
3.4.1 手势识别技术 62
3.4.2 面部表情识别技术 63
3.4.3 眼动跟踪技术 64
3.4.4 其他感觉器官的反馈技术 66
3.5 虚拟现实引擎 67
3.5.1 虚拟现实引擎概述 67
3.5.2 虚拟现实引擎架构 68
小结 69
习题 70
第4章 虚拟现实系统的硬件设备 71
4.1 虚拟现实系统的生成设备 71
4.1.1 高性能个人计算机 71
4.1.2 高性能图形工作站 72
4.1.3 巨型机 73
4.1.4 分布式网络计算机 74
4.2 虚拟现实系统的输入设备 75
4.2.1 跟踪定位设备 76
4.2.2 人机交互设备 80
4.2.3 快速建模设备 81
4.3 虚拟现实系统的输出设备 83
4.3.1 视觉感知设备 84
4.3.2 听觉感知设备 91
4.3.3 触觉感知设备 92
4.3.4 其他输出设备 95
小结 96
习题 97
第5章 虚拟现实技术的相关软件 98
5.1 三维建模软件 98
5.1.1 3ds Max 98
5.1.2 Maya 102
5.1.3 Autodesk 123D 104
5.1.4 医学3D建模软件（Materialise Mimics和3D-Doctor） 106
5.2 虚拟现实开发平台 113
5.2.1 Unity 114
5.2.2 VRP 120
5.2.3 Virtools 123
5.2.4 Vizard 124
5.3 虚拟现实开发常用脚本编程语言介绍 128
5.3.1 C 128
5.3.2 JavaScript 130
5.3.3 OpenGL 136
5.3.4 Python 139
小结 142
习题 142
第6章 三维全景技术 144
6.1 三维全景概述 144
6.1.1 三维全景的概念 144
6.1.2 三维全景应用领域 147
6.2 全景照片的拍摄硬件 148
6.2.1 三维全景制作常见硬件 148
6.2.2 VR全景视频设备 150
6.3 全景图的制作 156
6.3.1 制作流程 156
6.3.2 全景拼图软件PTGui的基本操作 159
6.3.3 手机端360全景图制作步骤及常见问题 163
6.3.4 全景航拍及应用简介 166
6.3.5 VR全景图的制作 168
习题 171
第7章 Web3D技术基础 172
7.1 Web3D技术简介 172
7.1.1 Web3D技术的发展历程 172
7.1.2 虚拟现实建模语言VRML 173
7.1.3 Web3D核心技术及其特征 174
7.2 Web3D的实现技术与应用 175
7.2.1 建模技术 175
7.2.2 显示技术 176
7.2.3 交互技术 177
7.2.4 Web3D技术的应用 177
7.3 几种常用的Web3D技术 179
7.3.1 Java3D 179
7.3.2 Shout3D 179
7.3.3 WebMax 180
7.3.4 VRPIE 180
7.4 基于WebGL的3D技术Three.js 181
7.4.1 HTML5简介 181
7.4.2 什么是WebGL 181
7.4.3 Three.js及其相关文档 182
7.4.4 用Three.js创建三维场景 183
小结 187
习题 188
第8章 Unity开发基础 191
8.1 一个Unity简单案例 191
8.2 Unity窗口界面 196
8.2.1 创建Unity项目 197
8.2.2 Scene与场景漫游 197
8.2.3 Hierarchy与场景搭建 199
8.2.4 Project与资源管理 201
8.2.5 Inspector与组件管理 202
8.3 物理引擎和碰撞检测 203
8.3.1 物理引擎和刚体 203
8.3.2 碰撞器 205
8.3.3 碰撞检测 206
8.4 Unity资源 209
8.4.1 Terrain地形系统 209
8.4.2 3D模型对象 214
8.4.3 材质贴图 215
8.4.4 灯光 218
8.4.5 摄像机 221
8.4.6 音频 223
8.5 Unity图形用户界面 226
8.5.1 GUI图形用户界面 226
8.5.2 UGUI图形用户界面 226
8.5.3 常用输入类 230
8.6 Mecanim动画系统 231
8.6.1 Unity动画系统概述 231
8.6.2 动画剪辑 232
8.6.3 动画状态机 232
8.7 简单应用举例 237
8.7.1 创建地形 237
8.7.2 场景搭建 237
8.7.3 获取能量和炮弹 238
8.7.4 攻击敌方坦克 241
8.7.5 声音特效 243
8.7.6 发布测试 245
小结 247
习题 248
第9章 综合开发案例 252
9.1 虚拟现实应用案例——虚拟装修 252
9.1.1 应用的背景及功能概述 252
9.1.2 应用的策划及准备工作 253
9.1.3 应用的架构 263
9.1.4 应用的界面设计 263
9.1.5 应用的美术资源设计 266
9.1.6 应用的逻辑开发 267
9.1.7 应用界面的完善 278
9.1.8 应用的优化与改进 279
9.1.9 打包与发布 279
9.2 增强现实应用案例——涂涂乐 280
9.2.1 应用的背景及功能概述 280
9.2.2 应用的策划及准备工作 280
9.2.3 应用的架构 281
9.2.4 应用的界面设计 282
9.2.5 应用的美术资源设计 285
9.2.6 应用的逻辑开发 286
9.2.7 应用的优化与改进 288
9.2.8 打包与发布 288
9.3 混合现实应用案例——虚拟试衣间 289
9.3.1 应用的背景及功能概述 289
9.3.2 应用的策划及准备工作 290
9.3.3 应用的架构 293
9.3.4 应用的界面设计 293
9.3.5 应用的美术资源设计 298
9.3.6 应用的逻辑开发 300
9.3.7 应用界面的完善 310
9.3.8 应用的优化与改进 311
9.3.9 打包与发布 311
小结 312
参考文献 313