第1章 虚拟现实简介 1
1.1 什么叫虚拟现实 1
1.1.1 虚拟现实的由来 1
1.1.2 虚拟现实的定义 4
1.1.3 虚拟现实应用领域简介 5
1.1.4 虚拟现实系统的系统组成 7
1.2 虚拟现实系统的三个主要特征 10
1.2.1 沉浸性 10
1.2.2 交互性 11
1.2.3 想象性 11
1.3 虚拟现实系统的分类 13
1.3.1 沉浸式虚拟现实系统 13
1.3.2 桌面式虚拟现实系统 14
1.3.3 增强式虚拟现实系统 14
1.3.4 分布式虚拟现实系统 15
1.4 虚拟现实与其他学科的关系 16
1.5 人类视、听、触、嗅的生理感知基础 17
本章小结 18
思考题 18
第2章 虚拟现实系统的硬件设备 19
2.1 虚拟现实系统的输入接口 19
2.1.1 VR系统输入接口基本概念 19
2.1.2 基于身体跟踪的输入设备 20
2.1.3 基于物理设备跟踪的输入设备 30
2.1.4 语音输入 33
2.2 虚拟现实系统的输出接口 34
2.2.1 VR系统输出接口基本概念 34
2.2.2 VR系统视觉输出接口 34
2.2.3 VR系统听觉输出接口 48
2.2.4 VR系统的触觉输出接口 50
2.2.5 前庭感觉和其他感觉 53
本章小结 53
思考题 54
第3章 虚拟现实系统设计要素 55
3.1 应用系统选择虚拟现实媒体的原因 55
3.2 虚拟现实系统的一般构成 56
3.3 虚拟现实系统设计要素 57
3.3.1 面向使用者的系统设计 57
3.3.2 虚拟世界的创建 59
3.3.3 软件接口的设计 65
3.3.4 硬件接口的设计 73
3.4 基于网络的VR系统设计 73
3.4.1 关于VR技术 73
3.4.2 基于Web的虚拟现实的局限性 74
3.4.3 基于Web VR的系统设计 74
本章小结 77
思考题 77
第4章 虚拟现实开发工具综述 78
4.1 Multigen Vega 79
4.2 Virtools 81
4.3 Quest3D 84
4.4 Unity3D 86
4.5 VR-Platform 88
4.6 Cult3D 88
本章小结 91
思考题 92
第5章 Quest3D应用基础 93
5.1 Quest3D开发平台简介 93
5.2 使用Quest3D的基本概念 96
5.2.1 Quest3D界面及功能介绍 96
5.2.2 Quest3D程序节点执行流程 101
5.3 Quest3D操作 104
5.3.1 Quest3D的基础操作 104
5.3.2 Quest3D节点连接和使用方法 107
5.3.3 Quest3D场景的基本结构 113
5.3.4 Quest3D外部模型物体导入 120
5.4 Quest3D Template应用——简单漫游场景制作 127
5.5 Quest3D场景的发布 138
5.5.1 5种不同类型的发布方式 138
5.5.2 举例Executable类型的应用发布 140
本章小结 144
思考题 144
实践题 144
第6章 虚拟古迹复原开发实例 145
6.1 需求分析 145
6.1.1 虚拟古迹复原的意义和应用现状 145
6.1.2 项目开发背景与需求分析 148
6.2 系统设计 150
6.2.1 系统设计目标 150
6.2.2 系统设计原则 151
6.2.3 三维模型构建 151
6.2.4 交互功能设计 153
6.2.5 系统环境设计 154
6.3 数据采集与数据处理 155
6.3.1 文字与地理数据信息采集 155
6.3.2 图片与视频信息采集 156
6.3.3 纹理贴图采集与处理 156
6.4 美工设计 157
6.4.1 建模软件选择 158
6.4.2 模型绘制原则与要求 158
6.4.3 UV贴图及烘焙 161
6.4.4 模型动画设定 162
6.4.5 碰撞体的设计 164
6.4.6 场景模型输出 166
6.5 GUI设计与制作 168
6.6 交互功能开发 171
6.6.1 开发步骤 171
6.6.2 模型与动画的导入与贴图优化 172
6.6.3 主要交互功能开发 173
6.6.4 特效设计 181
6.7 3D立体显示效果输出测试 184
6.8 互动程序发布 187
本章小结 188
思考题 189
实践题 189
第7章 数字城市仿真开发实例 190
7.1 需求分析 190
7.1.1 数字城市的应用背景 190
7.1.2 项目开发背景与需求分析 190
7.2 系统设计 192
7.2.1 系统设计目标 192
7.2.2 系统设计原则 193
7.2.3 三维模型构建 193
7.2.4 交互功能设计 194
7.2.5 系统环境设计 197
7.3 美工设计 198
7.3.1 数据采集与数据处理 198
7.3.2 模型构建流程 200
7.3.3 动画设定 205
7.3.4 模型导出 205
7.4 GUI设计 206
7.5 交互功能开发 207
7.5.1 开发步骤 207
7.5.2 模型与动画的导入与贴图优化 207
7.5.3 主要交互功能开发 207
7.5.4 特效设计 212
7.6 互动程序发布 219
本章小结 220
思考题 220
实践题 220
第8章 虚拟现实应用与展望 221
8.1 VR应用领域综述 221
8.1.1 军事应用 221
8.1.2 飞行、驾驶和采矿训练 222
8.1.3 医学、心理学应用 223
8.1.4 教育应用 224
8.1.5 虚拟旅游 226
8.1.6 虚拟现实在交互展示和交互模拟领域的应用 227
8.1.7 虚拟现实在艺术和娱乐领域里的应用 231
8.1.8 科学研究 235
8.1.9 利用VR进行设计 236
8.2 VR应用展望 237
本章小结 240
思考题 241
参考文献 242
参考网站 244