虛擬現(xiàn)實：理論、技術、開發(fā)與應用

第1 章 虛擬現(xiàn)實概述 1

1.1 虛擬現(xiàn)實到底是什么 .2

1.2 虛擬現(xiàn)實——一個全新的世界 4

1.3 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展過程 .5

1.3.1 VR 概念的提出與演變 .5

1.3.2 當下VR 發(fā)展現(xiàn)狀 7

1.3.3 VR 發(fā)展道路上相互促進的關聯(lián)技術 9

1.4 本章小結(jié)  11

第2 章 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的核心技術 .13

2.1 虛擬現(xiàn)實的技術結(jié)構(gòu) .14

2.2 實物虛化技術 .14

2.2.1 幾何造型建模 .14

2.2.2 物理行為建模 .16

2.3 虛物實化技術 .18

2.3.1 視覺繪制 .18

2.3.2 并行繪制 .24

2.3.3 聲音渲染 .25

2.3.4 力觸覺渲染 28

2.4 增強現(xiàn)實、混合現(xiàn)實的相關技術 30

2.4.1 三維注冊技術 .30

2.4.2 標定技術 .33

2.4.3 人機交互技術 .33

2.5 本章小結(jié) 36

第3 章 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的解決方案 .37

3.1 常用硬件設備 .38

3.1.1 建模設備 .38

文前.indd 7 2019/3/13 11:10:56

VIII 虛擬現(xiàn)實——理論、技術、開發(fā)與應用

3.1.2 三維視覺顯示設備 39

3.1.3 聲音設備 .42

3.1.4 交互設備 .43

3.2 移動VR .52

3.2.1 谷歌Cardboard .52

3.2.2 谷歌Daydream View .53

3.2.3 三星Gear VR .54

3.2.4 暴風影音——暴風魔鏡 55

3.3 VR 一體機 55

3.3.1 HTC Vive Focus .55

3.3.2 微軟HoloLens 56

3.3.3 Magic Leap——Magic Leap One .57

3.3.4 三星Exyons VR Ⅲ .58

3.3.5 Pico Neo 58

3.4 基于主機的VR .59

3.4.1 HTC Vive .59

3.4.2 Facebook——Oculus Rift .60

3.4.3 索尼Project Morpheus.63

3.5 虛擬現(xiàn)實平臺 .64

3.5.1 HTC Viveport .64

3.5.2 SteamVR .65

3.5.3 谷歌Daydream .66

3.5.4 微軟Holographic 平臺 67

3.6 本章小結(jié) 67

第4 章 虛擬現(xiàn)實內(nèi)容的設計與開發(fā) 69

4.1 內(nèi)容設計 70

4.1.1 設計目標和原則 .70

4.1.2 設計與開發(fā)流程 .71

4.2 虛擬現(xiàn)實內(nèi)容制作方式 75

4.2.1 手工建模 .76

4.2.2 靜態(tài)建模 .82

4.2.3 全景拍攝 .83

4.3 交互功能開發(fā) .84

4.3.1 開發(fā)步驟 .84

4.3.2 主要交互方式 .85

4.4 虛擬現(xiàn)實開發(fā)引擎 91

文前.indd 8 2019/3/13 11:10:56

目錄IX

4.4.1 Unity 3D 91

4.4.2 Unreal .93

4.4.3 百花齊放的VR 引擎 .94

4.5 虛擬現(xiàn)實內(nèi)容開發(fā)案例 96

4.5.1 制作展柜三維模型 96

4.5.2 展柜模型的交互開發(fā) . 102

4.6 本章小結(jié)  108

第5 章 VR 娛樂  109

5.1 游戲的分類和電子游戲  110

5.2 虛擬現(xiàn)實：更高階段的游戲體驗  110

5.3 虛擬現(xiàn)實電子游戲的影響  111

5.3.1 游戲用戶更多，游戲時間更長、頻率更高 . 112

5.3.2 虛擬現(xiàn)實電子游戲：虛擬生存的起源 . 112

5.4 VR 游戲 . 113

5.4.1 涂鴉類游戲  113

5.4.2 桌面類游戲  116

5.4.3 射擊類游戲  119

5.4.4 競技類游戲  123

5.4.5 休閑類游戲  126

5.5 VR 影視 . 128

5.6 VR 社交 . 130

5.7 本章小結(jié)  136

第6 章 VR 教育革命 . 137

6.1 教育的VR 化發(fā)展 . 138

6.1.1 VR 課件制作  138

6.1.2 VR 教室 . 140

6.2 高等教育案例 . 142

6.2.1 場景化沉浸式英語  142

6.2.2 VR 實驗室 . 145

6.2.3 VR 無人機仿真培訓系統(tǒng) . 151

6.3 義務教育  152

6.3.1 科學教育 . 152

6.3.2 德育教育 . 154

6.3.3 安全教育 . 154

6.3.4 義務教育的VR 應用實例  156

6.4 本章小結(jié)  161

文前.indd 9 2019/3/13 11:10:56

X 虛擬現(xiàn)實——理論、技術、開發(fā)與應用

第7 章 VR 行業(yè)應用 . 163

7.1 VR 電商 . 164

7.1.1 VR 房地產(chǎn) . 164

7.1.2 VR 購物 . 165

7.1.3 VR 汽車銷售  168

7.2 VR 旅行 . 170

7.2.1 VR 古建筑文物復原  170

7.2.2 VR 景區(qū) . 173

7.3 VR 醫(yī)療 . 176

7.3.1 VR 心理療法  177

7.3.2 VR 手術直播  178

7.3.3 VR 健康管理  181

7.4 VR 心理健康  183

7.4.1 VR 心理健康教育的現(xiàn)狀 . 184

7.4.2 VR 心理健康中心的功能 . 184

7.5 VR 其他應用  191

7.5.1 VR 軍事應用  191

7.5.2 VR 航天應用  192

7.5.3 VR 設計應用  193

7.6 本章小結(jié)  198

第8 章 未來虛擬現(xiàn)實  199

8.1 虛擬現(xiàn)實與教育  200

8.2 虛擬現(xiàn)實與雙創(chuàng)  201

8.3 虛擬現(xiàn)實與未來生活 . 202

8.4 本章小結(jié)  203

附錄A 加州大學伯克利分校Decal Class VR 項目實踐 . 204

A.1 環(huán)境搭建 . 204

A.1.1 項目綜述 . 205

A.1.2 項目設置 . 205

A.1.3 創(chuàng)建場景 . 206

A.1.4 加入VR 支持  208

A.2 槍械構(gòu)建 . 212

A.2.1 讀取控制器輸入 . 212

A.2.2 槍械的拾取 . 214

A.2.3 工程整合 . 224

文前.indd 10 2019/3/13 11:10:57

目錄XI

A.3 怪獸（敵人）構(gòu)建  225

A.3.1 怪獸預制體 . 225

A.3.2 創(chuàng)建導航網(wǎng)格  225

A.3.3 怪獸移動 . 227

A.3.4 攻擊玩家 . 229

A.3.5 射殺怪物 . 230

A.4 功能組合 . 235

A.4.1 產(chǎn)生怪物 . 236

A.4.2 玩家生命管理  238

A.5 文件輸出 . 240

A.6 寫在最后 . 241

后記 . 242