第1章 虚拟现实技术概论 1
1.1 虚拟现实技术的定义 1
1.2 虚拟现实技术的发展历史 2
1.2.1 虚拟现实思想的产生 2
1.2.2 虚拟现实技术的初步发展阶段 4
1.2.3 虚拟现实技术的高速发展阶段 5
1.3 虚拟现实系统的组成 5
1.4 虚拟现实技术的特性 6
1.5 虚拟现实系统的分类 8
1.5.1 桌面式虚拟现实系统 8
1.5.2 沉浸式虚拟现实系统 9
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 10
1.6 虚拟现实技术的发展现状 11
1.6.1 国外研究现状 11
1.6.2 国内研究现状 12
1.6.3 存在问题及发展方向 12
1.7 虚拟现实技术的应用 13
1.7.1 教育培训 13
1.7.2 设计规划 15
1.7.3 文化娱乐 15
习题 16
参考文献 16
第2章 虚拟现实系统的硬件设备 18
2.1 虚拟现实系统的输入设备 18
2.1.1 数据手套 18
2.1.2 数据衣 19
2.1.3 三维鼠标 20
2.1.4 三维扫描仪 20
2.1.5 三维定位跟踪设备 21
2.1.6 眼动仪 22
2.2 虚拟现实系统的输出设备 23
2.2.1 视觉感知设备 23
2.2.2 听觉感知设备 27
2.2.3 触觉感知设备 28
2.2.4 其他输出设备 29
习题 30
参考文献 31
第3章 虚拟现实系统的相关技术 32
3.1 三维建模技术 32
3.1.1 几何建模技术 32
3.1.2 行为建模技术 33
3.2 视觉实时绘制技术 33
3.2.1 真实感绘制技术 33
3.2.2 实时动态绘制技术 35
3.3 三维虚拟声音技术 36
3.3.1 三维虚拟声音的特点 36
3.3.2 头部相关传递函数 36
3.3.3 语音识别技术 37
3.3.4 语音合成技术 37
3.4 物理仿真技术 38
3.4.1 数学建模 38
3.4.2 碰撞检测 38
3.5 人机交互技术 39
3.5.1 基于手势的交互 39
3.5.2 实物用户界面 40
3.5.3 自然用户界面 40
习题 41
参考文献 41
第4章 虚拟现实系统的相关软件 43
4.1 几何建模软件 44
4.1.1 3ds Max 44
4.1.2 Maya 44
4.1.3 Multigen Creator 45
4.1.4 Lightwave 45
4.2 虚拟现实基础图形库 45
4.2.1 OpenGL 46
4.2.2 Direct3D 46
4.3 虚拟现实三维图形引擎 47
4.3.1 Open Inventor 47
4.3.2 OpenSceneGraph 47
4.3.3 OGRE 48
4.4 虚拟现实平台软件 48
4.4.1 仿真引擎 48
4.4.2 3D游戏引擎 50
4.5 虚拟现实的网络规范语言 51
4.5.1 VRML/X3D 51
4.5.2 Cult3D 51
4.5.3 Java 3D 51
习题 52
参考文献 52
第5章 虚拟现实建模软件3ds Max 54
5.1 主界面简介 54
5.1.1 菜单栏 55
5.1.2 工具栏 55
5.1.3 视图区 55
5.1.4 视图控制区 56
5.1.5 命令面板 56
5.1.6 动画控制区 56
5.1.7 状态栏 56
5.2 3ds Max文件操作 57
5.3 几何体建模 57
5.3.1 标准几何体建模 57
5.3.2 扩展几何体建模 59
5.3.3 系统自带模型 62
5.4 二维图形建模 62
5.4.1 二维图形的编辑和修改 63
5.4.2 Extrude 64
5.4.3 Lathe 66
5.4.4 Bevel 68
5.4.5 Bevel Profile 69
5.4.6 Loft 70
5.5 材质和贴图 73
5.5.1 材质编辑器 73
5.5.2 贴图坐标 74
5.5.3 复合材质与贴图 76
5.6 贴图烘焙 77
5.7 灯光和摄影机 79
习题 81
第6章 虚拟现实仿真平台软件VRP 82
6.1 VRP界面 83
6.2 VRP-for-Max导出插件安装 84
6.3 文件操作 85
6.3.1 打开文件 85
6.3.2 保存文件 85
6.3.3 物体的导入/导出 85
6.3.4 制作可执行的exe文件 86
6.3.5 制作可网络发布的vrpie文件 86
6.4 物体操作 87
6.5 物体编辑 88
6.6 相机操作 91
6.6.1 行走相机 92
6.6.2 飞行相机 93
6.6.3 绕物旋转相机 93
6.6.4 角色控制相机 93
6.6.5 跟随相机 93
6.6.6 定点观察相机 94
6.6.7 动画相机 94
6.6.8 多台相机的控制 95
6.7 碰撞检测 95
6.8 骨骼动画 96
6.9 环境特效 101
6.9.1 天空盒 101
6.9.2 雾效 102
6.9.3 太阳 102
6.10 其他功能 103
6.10.1 3D音效 103
6.10.2 灯光 104
6.10.3 粒子效果 104
6.10.4 特效 105
习题 105