1虚拟现实技术 1
1．1虚拟现实技术概念 1
1．1．1虚拟现实技术的概念与构成 2
1．1．2虚拟现实技术的基本特性 4
1．1．3虚拟现实系统的分类 6
1．1．4虚拟现实的关键技术 7
1．1．5虚拟现实系统的基本要求 9
1．1．6虚拟现实技术的研究意义 12
1．2虚拟现实技术的发展史 13
1．3国内外虚拟现实技术的研究现状 15
1．3．1虚拟现实技术在美国的研究开发 15
1．3．2虚拟现实技术在欧洲的研究开发 18
1．3．3虚拟现实技术在亚洲的研究开发 20
1．3．4虚拟现实技术在我国的研究开发 21
1．4虚拟现实技术的应用 22
1．4．1军事与航空航天 22
1．4．2科学可视化 24
1．4．3教育与培训 25
1．4．4建筑设计与城市规划 27
1．4．5娱乐、旅游、文化艺术 30
1．4．6设计制造业 32
1．4．7化工医学生物工程 35
1．4．8现代农业及新农村建设 37
1．5虚拟现实技术与其他学科技术 39
1．5．1虚拟现实技术与多媒体技术 39
1．5．2虚拟现实技术与系统仿真技术 39
1．5．3虚拟现实技术与图形学 40
2虚拟现实系统 42
2．1虚拟现实系统的组成 42
2．1．1人对环境的感知与交互作用 42
2．1．2虚拟世界 45
2．1．3虚拟现实系统的组成 45
2．2虚拟现实系统的输入设备 49
2．2．1数据手套 49
2．2．2触觉反馈 51
2．2．3数据衣 51
2．2．4三维扫描仪 52
2．2．5三维位置跟踪器 52
2．3虚拟现实系统的输出设备 56
2．3．1头盔显示器 56
2．3．2双筒全方位显示器 60
2．3．3立体眼镜 61
2．3．4立体投影系统 62
2．4虚拟世界生成设备 64
2．4．1虚拟环境产生器 65
2．4．2虚拟桌面和虚拟幕墙 68
3虚拟现实的技术基础 72
3．1人机交互技术 72
3．1．1人机交互概述 72
3．1．2人机交互技术的发展 73
3．1．3和谐人机交互的特点 75
3．1．4实现人机交互的关键技术 75
3．1．5实现“沉浸”的关键技术 77
3．1．6体现“想象”的几个方面 78
3．2计算机网络技术 79
3．2．1计算机网络技术概述 79
3．2．2计算机网络的发展方向 82
3．2．3计算机网络在农业中的应用 84
3．3农业模型 85
3．3．1农业模型概述 85
3．3．2农业模型的分类 86
3．3．3农业模型的发展历程 88
3．3．4农业模型的主要算法理论 89
3．3．5国内外主要农业模型简介 90
3．4农业数据库系统 92
3．4．1数据库系统概述 92
3．4．2数据库技术的发展趋势 94
3．4．3典型的农业数据库系统 96
3．5 “3S”技术 98
3．5．1 “3S”技术概述 98
3．5．2 “3S”技术的发展趋势 102
3．5．3 “3S”技术在农业中的应用 103
3．6农业图像处理技术 105
3．6．1图像处理技术概述 105
3．6．2图像处理的基本原理与技术进展 106
3．6．3图像处理技术在农业中的应用研究 109
4虚拟现实技术的相关软件 112
4．1概述 112
4．1．1虚拟现实技术开发的基本要求 112
4．1．2几何建模 113
4．1．3运动建模 114
4．1．4物理建模 115
4．1．5对象特征 115
4．1．6模型分割 115
4．2 3ds Max 117
4．3 Maya 121
4．3．1 Maya的功能与特点 121
4．3．2 Maya建模 122
4．3．3材质与灯光 124
4．4 OpenGL 126
4．4．1 OpenGL的特点 126
4．4．2 OpenGL的功能 128
4．4．3 OpenGL程序的基本结构 130
4．4．4 OpenGL工作流程 131
4．4．5 Windows中OpenGL库函数及数据类型 133
4．4．6利用OpenGL实现三维绘图 136
4．5 Cult3D 140
4．5．1 Cult3D开发软件 140
4．5．2 Cult3D组成部分 142
4．5．3 Cult3D技术的优点 142
4．5．4 Cult3D的开发流程 143
4．5．5用Cult3D生成真实感虚拟人脸 144
4．5．6 Cult3D应用展望 146
4．6其他软件 147
4．6．1 Flash技术 147
4．6．2 Viewpoint技术 148
4．6．3 Lightscape 148
4．6．4 AutoCAD 152
4．6．5 Java3D 153
基于VRML的虚拟现实技术 155
5．1 VRML概述 155
5．1．1 VRML功能与特点 155
5．1．2 VRML运行环境 156
5．1．3 VRML语言基本概念 157
5．1．4 VRML的文件格式 159
5．1．5 VRML空间坐标系 160
5．2 VRML三维造型及动画技术 160
5．2．1使用Shape节点创建基本几何造型 161
5．2．2利用群节点创建复杂虚拟场景 166
5．2．3改善场景效果 180
5．2．4基于VRML的动态场景和造型设计 183
5．3综合实例 192
6虚拟现实技术在农业中的应用 206
6．1数字农业与虚拟现实技术 206
6．1．1数字农业 206
6．1．2社会主义新农村建设与数字农业 208
6．2虚拟农业及其系统结构 211
6．2．1虚拟农业 211
6．2．2虚拟农业系统结构 212
6．2．3虚拟农业与虚拟现实的区别与联系 214
6．3虚拟现实技术在农业生产和管理中的应用 214
6．3．1农业规划与农业资源配置 214
6．3．2虚拟现实技术在节水农业中的应用 216
6．3．3虚拟农业技术在立体农业中的应用 217
6．3．4虚拟农业技术在都市农业中的应用 217
6．3．5虚拟农业技术在休闲农业中的应用 218
6．4虚拟现实技术在农机设计与制造方面的应用 219
6．4．1虚拟制造技术的产生与发展 219
6．4．2虚拟制造的概念 221
6．4．3虚拟制造技术与实际制造的关系 225
6．4．4虚拟制造技术在农机设计制造中的应用 227
6．4．5虚拟农业机械设计的实例 230
6．5虚拟仪器在农业中的应用 233
6．5．1虚拟仪器技术概述 233
6．5．2虚拟仪器系统的软件结构 234
6．5．3虚拟仪器技术在农业中的应用 234
7虚拟植物建模 239
7．1虚拟植物建模概述 239
7．1．1研究背景 239
7．1．2虚拟植物研究分类 240
7．2 L系统建模方法 249
7．3一个虚拟植物实例 253
7．3．1虚拟植物生长过程模型研究的流程 253
7．3．2相关参数的设定 254
7．3．3绘制树干的函数 255
7．3．4绘制树木的方法 256
7．3．5模型的效果图 259
主要参考文献 262