第一部分 基础篇 3
第1章 虚拟现实技术概述 3
1.1 虚拟现实技术的概念 3
1.2 虚拟现实技术的发展史 4
1.3 虚拟现实技术的特性 5
1.4 虚拟现实系统的组成 7
1.5 虚拟现实系统的分类 9
1.5.1 桌面式虚拟现实系统 9
1.5.2 沉浸式虚拟现实系统 10
1.5.3 增强式虚拟现实系统 10
1.5.4 分布式虚拟现实系统 11
1.6 虚拟现实系统开发工具 12
1.6.1 Virtools 12
1.6.2 Quest3D 13
1.6.3 EON Studio 13
1.6.4 Cult3D 14
1.6.5 VRP 14
1.6.6 Converse3D 14
1.6.7 Multigen Vega 15
1.6.8 X3D 15
1.6.9 Java3D 16
1.7 虚拟现实技术的应用领域 16
1.7.1 教育行业的应用 16
1.7.2 医学行业的应用 18
1.7.3 艺术与娱乐中的应用 19
1.7.4 设计与规划中的应用 20
1.7.5 军事中的应用 21
1.7.6 文物保护中的应用 22
1.7.7 商业领域的应用 23
1.8 虚拟现实技术的研究现状 23
1.8.1 国外的研究现状 24
1.8.2 国内的研究现状 24
1.8.3 发展趋势 25
第2章 3D数学基础 27
2.1 坐标系 27
2.2 向量 28
2.2.1 向量的定义和性质 28
2.2.2 向量的运算 29
2.3 矩阵 31
2.3.1 矩阵的定义和性质 31
2.3.2 逆矩阵的定义和性质 32
2.3.3 求矩阵的逆 32
2.4 坐标变换 33
2.4.1 齐次坐标 33
2.4.2 二维图形的坐标变换 34
2.4.3 三维图形的坐标变换 36
第3章 三维建模技术及相关软件 39
3.1 虚拟现实中的三维建模技术 39
3.1.1 几何建模 39
3.1.2 运动建模 40
3.1.3 物理建模 40
3.1.4 对象特征建模 41
3.1.5 模型的分割与优化 41
3.2 虚拟现实建模工具3ds Max 41
3.2.1 认识3ds Max 41
3.2.2 3ds Max的用户界面和视口导航 42
3.2.3 3ds Max中创建对象 46
3.2.4 3ds Max中编辑对象 55
3.2.5 3ds Max中指定材质 61
3.2.6 3ds Max中设置灯光和摄影机 67
3.2.7 3ds Max中的动画 72
第二部分 开发篇 83
第4章 虚拟现实制作工具VRP 83
4.1 VRP基础知识 83
4.1.1 VRP的软件组成 83
4.1.2 VRP的设计流程 83
4.1.3 VRP的系统配置需求 87
4.1.4 VRP软件安装及插件配置 87
4.2 VRP编辑器 88
4.2.1 VRP编辑器的界面组成 89
4.2.2 基本交互功能设计 96
4.3 VRP综合实例制作 106
第5章 虚拟现实建模语言X3D 119
5.1 X3D概述 119
5.1.1 坐标系统与计量单位 120
5.1.2 X3D浏览器和制作软件 120
5.1.3 X3D文件的类型 122
5.2 X3D语法基础 122
5.2.1 场景图、节点与字段 122
5.2.2 字段的数据类型 123
5.2.3 文档头 124
5.2.4 注释和保留字 125
5.2.5 X3D文档结构 126
5.2.6 节点复用（DEF与USE） 126
5.3 X3D编辑器及安装配置 126
5.3.1 X3D的编辑器 126
5.3.2 X3D-Edit最基本的安装和配置 127
5.3.3 创建一个新的X3D文件 127
5.3.4 修改head节点下的内容 128
5.4 基本几何体的显示 129
5.4.1 Shape及外观材质节点 129
5.4.2 文本节点 131
5.4.3 2D图形的创建 133
5.4.4 基本3D造型 136
5.5 移动、旋转和缩放 140
5.5.1 平移 140
5.5.2 旋转 141
5.5.3 缩放 141
5.6 背景环境的设计 142
5.6.1 Background节点 142
5.6.2 Fog节点 144
5.7 视点和导航 145
5.7.1 Viewpoint节点 145
5.7.2 NavigationInfo节点 148
5.8 光源处理 150
5.8.1 点光源节点 150
5.8.2 聚光性光源节点 152
5.8.3 平行光源节点 153
5.9 纹理映射 154
5.9.1 X3D基本纹理节点的使用 154
5.9.2 使用纹理的坐标系统 157
5.9.3 纹理的变换 160
5.10 多媒体效果 161
5.10.1 AudioClip（音频）节点 162
5.10.2 MovieTexture（影像纹理）节点 162
5.11 动画与交互 164
5.11.1 动画与交互实现原理 164
5.11.2 动画和交互节点 166
第6章 VB.NET的DirectX程序设计 174
6.1 DirectX简介 174
6.2 第一个DirectX程序 175
6.2.1 配置环境 175
6.2.2 新建项目 175
6.2.3 添加新窗体 176
6.2.4 添加引用 177
6.2.5 Device类及初始化 178
6.2.6 定义渲染函数 179
6.2.7 定义运行的事件过程 180
6.2.8 设置启动窗体 180
6.3 绘制一个三角形 181
6.4 绘制基本图元 182
6.4.1 绘制离散点 184
6.4.2 绘制分段直线 185
6.4.3 绘制折线 185
6.4.4 绘制独立三角形 187
6.4.5 绘制扇形三角形 188
6.4.6 绘制三角形带 189
6.5 摄像机基础 190
6.5.1 定义视图变换 190
6.5.2 定义投影变换 191
6.5.3 设置绘图设备投影及视图矩阵 192
6.5.4 绘制三角形 192
6.5.5 显示线框 193
6.6 输入事件 194
6.6.1 键盘输入 194
6.6.2 鼠标输入 196
6.7 摄像机变换 198
6.7.1 准备场景 198
6.7.2 旋转摄像机 203
6.7.3 键盘控制摄像机旋转 204
6.7.4 键盘控制摄像机缩放 205
6.8 材质、贴图与灯光 206
6.8.1 材质 206
6.8.2 贴图 208
6.8.3 灯光 210
6.9 网格 214
6.9.1 创建基本几何体网格 214
6.9.2 从文件导入Mesh 220
6.9.3 导入X文件的贴图 220
6.9.4 将Mesh导出为X文件 222
6.10 世界坐标 224