虚拟现实技术与应用

本书为普及与应用虚拟现实（VR）技术而编写，本书主要介绍了VR的概念、发展状况，VR系统的硬件组成，VR系统的相关技术，VR的工具软件等。本书理论与应用实践相结合，通过对本书内容的学习，读者可实现快速入门的目标。 全书共分为6章，第1章为VR技术概论，主要介绍了VR的发展历程、特性、应用现状；第2章主要介绍了VR系统的硬件设备，包括VR感知设备、交互设备、跟踪设备和虚拟世界生成设备；第3章主要介绍了VR系统的相关技术；第4章主要介绍了VR技术的相关软件，包括建模软件和开发引擎；第5章主要介绍了全景技术；第6章主要介绍了Unity 3D开发基础，包括VR和AR的一些应用案例。希望本书的出版有助于推动VR技术的普及，让更多人关注VR技术的应用与开发。本书可作为高等院校虚拟现实技术、动画、数字媒体技术、数字媒体艺术、教育技术学、计算机应用等专业本科与专科学生的教材，也可作为VR教育培训班的教材及参考书，同时可作为VR爱好者的自学教材。

第1章 虚拟现实技术概论
1.1 虚拟现实技术概述
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程
1.1.3 虚拟现实系统的组成
1.1.4 虚拟现实技术与其他技术
1.1.5 虚拟现实技术的实现意义与影响
1.2 虚拟现实技术的特性
1.2.1 沉浸性
1.2.2 交互性
1.2.3 想象性
1.3 虚拟现实与增强现实、混合现实
1.3.1 增强现实技术
1.3.2 混合现实技术
1.3.3 VR、AR、MR的异同
1.4 虚拟现实中人的因素
1.4.1 人的视觉
1.4.2 人的听觉
1.4.3 身体感觉
1.4.4 健康与安全问题
1.5 虚拟现实技术的研究状况
1.5.1 国外的研究状况
1.5.2 国内的研究状况
1.5.3 目前存在的问题
1.5.4 今后的研究方向
1.6 虚拟现实技术的应用
1.6.1 军事与航空航天
1.6.2 教育与培训
1.6.3 建筑设计与城市规划
1.6.4 娱乐、文化体育艺术
1.6.5 商业领域
1.6.6 工业领域
1.6.7 医学领域
习题
第2章 虚拟现实系统的硬件设备
2.1 感知设备
2.1.1 视觉感知设备
2.1.2 听觉感知设备
2.1.3 触觉感知设备
2.1.4 味觉感知设备
2.1.5 嗅觉感知设备
2.2 基于自然的交互设备
2.2.1 三维控制器
2.2.2 数据手套
2.2.3 体感交互设备
2.2.4 语音交互
2.2.5 触觉交互
2.3 三维定位跟踪设备
2.3.1 电磁跟踪系统
2.3.2 声学跟踪系统
2.3.3 光学跟踪系统
2.3.4 机械跟踪系统
2.3.5 惯性位置跟踪系统
2.4 虚拟世界生成设备
2.4.1 基于PC的VR系统
2.4.2 基于图形工作站的VR系统
2.4.3 基于分布式计算机的VR系统
2.4.4 三维建模设备
习题
第3章 虚拟现实系统的相关技术
3.1 立体显示技术
3.1.1 彩色眼镜法
3.1.2 偏振光眼镜法
3.1.3 串行式立体显示法
3.1.4 裸眼立体显示实现技术
3.1.5 全息显示技术
3.2 环境建模技术
3.2.1 几何建模技术
3.2.2 物理建模技术
3.2.3 行为建模技术
3.2.4 听觉建模技术
3.3 真实感实时绘制技术
3.3.1 真实感绘制技术
3.3.2 基于几何图形的实时绘制技术
3.3.3 基于图像的实时绘制技术
3.4 三维虚拟声音的实现技术
3.4.1 三维虚拟声音的概念与作用
3.4.2 三维虚拟声音的特征
3.4.3 语音识别技术
3.4.4 语音合成技术
3.5 自然交互与传感技术
3.5.1 手势识别
3.5.2 面部表情识别
3.5.3 眼动跟踪
3.5.4 触觉（力觉）反馈传感技术
3.5.5 嗅觉交互技术
3.5.6 定位跟踪技术
3.6 实时碰撞检测技术
3.6.1 碰撞检测的要求
3.6.2 碰撞检测的实现方法
3.7 数据传输技术
3.7.15 G通信技术
3.7.2 蓝牙传输技术
3.7.3 WiFi传输技术
习题
第4章 虚拟现实技术的相关软件
4.1 虚拟现实技术的建模工具软件
4.1.1 3ds Max
4.1.2 Maya
4.1.3 CINEMA 4D
4.1.4 DAZ 3D
4.1.5 RealityCapture
4.2 虚拟现实技术开发引擎
4.2.1 Unity 3D
4.2.2 Unreal Engine
4.2.3 VR-Platform
4.2.4 其他开发引擎
习题
第5章 全景技术
5.1 全景技术概述
5.1.1 全景技术的特点
5.1.2 全景技术的分类
5.1.3 常见的全景技术
5.2 全景制作的硬件设备与拍摄方法
5.2.1 硬件设备
5.2.2 全景照片的拍摄方法
5.2.3 柱形全景作品的制作
5.2.4 球形全景作品的制作
5.2.5 对象全景作品的制作
5.3 手机全景作品的拍摄与制作
5.3.1 手机全景作品的拍摄技术
5.3.2 手机全景拍摄设备
5.3.3 手机全景拍摄
5.3.4 手机全景拍摄后期制作
5.4 无人机全景拍摄
5.4.1 无人机全景拍摄技术
5.4.2 无人机全景拍摄设备
5.4.3 无人机全景拍摄
5.4.4 无人机全景拍摄后期制作与发布
习题
第6章 Unity 3D开发基础
6.1 Unity 3D开发引擎安装
6.1.1 Unity 3D的历史版本
6.1.2 Unity 3D的安装指南
6.2 Unity 3D开发引擎简介
6.2.1 界面简介
6.2.2 物理引擎和碰撞检测
6.2.3 Unity UGUI
6.2.4 Mecanim动画系统
6.3 VR开发实战案例
6.3.1 VR全景制作演示案例
6.3.2 VR开发演示案例
6.4 AR开发实战案例
6.4.1 AR开发演示案例（一）
6.4.2 AR开发演示案例（二）
习题
参考文献