虛擬現實技術基礎教程（第2版）

內容簡介

近年來,虛擬現簽背凝實技術飛速發展，大量新技術、新的人機互動設備不斷湧現，給傳統的觀念和認知帶來了衝擊，也給虛擬現實技術提供了許多新思維、新方法和新例證。因而本書出版第2版，就是要力求與時俱進，將最新、最有代表性的知識表現出來，並從實踐與應悼仔用的角度出發，在闡述虛擬現實技術特點、理論的基礎上，通過大量實例介紹虛擬現實相關軟體芝催厚擔的使用方法，使讀者能夠在較短時間裡認識和掌握虛擬現實的相關技術，具備運用VR技術開發製作具有三維互動、效果逼真的詢婆拜虛擬現實場景的能力。

本書共分8章，內容包括虛擬現實技術概述、虛擬現實系統的人機互動設備、虛擬現實的相關技術、虛擬現實建模語言(VRML)、三維全景技術、少甩酷三維建模軟體3ds Max 2010、虛擬現實製作工具Cult3D以及VRPlatForm 12基礎等。

本書可作為高等院校信息、媒體類專業的教材，也可作為從事虛擬現實技術行業的工程技術人員以及虛擬現實愛好者的參考書籍。

圖書目錄

第1章虛擬現實技術概述1

1.1虛擬現實的基本概念1

1.1.1虛擬現實的概念1

1.1.2虛擬現實的基本特徵2

1.1.3虛擬現實系統的組成4

1.2虛擬現實的分類5

1.2.1桌面虛擬現實系統5

1.2.2沉浸式虛擬現實系統6

1.2.3增強現實系統7

1.2.4分散式虛擬現實系統12

1.3虛擬現實的套用領域13

1.3.1航空航天領域13

1.3.2軍事領域14

1.3.3醫學領域15

1.3.4城市規劃16

1.3.5文化、藝術、娛樂領域17

1.3.6教育培訓19

1.3.7商務領域20

1.4虛擬現實的發展20

1.4.1虛擬現實的發展歷程20

1.4.2虛擬現實技術的發展趨勢22

1.4.3國內外虛擬現實技術研究現狀23

1.5虛擬現實的Web3D技術25

1.5.1Web3D技術簡介25

1.5.2Web3D的核心技術及其特徵26

1.5.3Web3D的實現技術27

思考題31第2章虛擬現實系統的人機白寒龍互動設備32

2.1立體顯示設備32

2.1.1固定式立體顯示設備33

2.1.2頭盔顯示器38

2.1.3手持式立體顯示設備38

2.1.4全息投影顯示設備39

2.2跟蹤定位設備40

2.2.1電磁波跟蹤器41

2.2.2超音波跟蹤器41

2.2.3光學紋員殃淋跟蹤器42

2.2.4其他類型跟蹤器43

2.2.5跟蹤感測設備的性能參數44

2.2.6三維跟蹤設備實例46

2.3虛擬現實聲音系統與設備49

2.3.1固定式聲音設備49

2.3.2耳機式聲音設備50

2.3.3語音互動設備50

2.4人機互動設備51

2.4.1三維空間跟蹤球51

2.4.2數據手套51

2.4.3三維浮動滑鼠器52

2.4.4數據衣53

2.4.5觸覺和力反饋設備53

2.4.6觸覺與力反饋設備的套用55

2.4.7神經/肌肉互動設備57

2.4.8意念控制設備58

2.53D建模設備59

2.5.13D攝像機59

2.5.23D掃瞄器60

2.5.33D印表機61

2.6虛擬現實硬體系統的集成62

思考題63

第3章虛擬現實的關鍵技術和引擎64

3.1立體高清顯示技術65

3.1.1立體視覺的形成原理65

3.1.2立體圖像再造65

3.1.3其他新型立體顯示技術67

3.2三維建模技術70

3.2.1幾何建模70

3.2.2物理建模71

3.2.3運動建模72

3.3三維虛擬聲音技術74

3.3.1三維虛擬聲音的特徵74

3.3.2頭部相關傳遞函式75

3.3.3語音合成技術75

3.4體感互動技術76

3.4.1體感技術分類76

3.4.2體感技術框架77

3.5人機自然互動技術78

3.5.1手勢識別技術79

3.5.2面部表情識別技術82

3.5.3眼動跟蹤技術84

3.5.4唇讀識別技術86

3.5.5力觸覺互動技術89

3.5.6虛擬嗅覺互動技術91

3.5.7腦機接口技術93

3.5.8多模態融合、多通道的人機互動技術97

3.6虛擬現實引擎100

3.6.1虛擬現實引擎概述100

3.6.2虛擬現實引擎架構101

3.6.3幾種虛擬現實引擎介紹102

思考題105

第4章虛擬現實建模語言106

4.1VRML概述106

4.1.1VRML的發展歷史106

4.1.2VRML建模語言的套用特徵107

4.1.3VRML編輯器108

4.1.4VRML檔案瀏覽器111

4.2初識VRML的檔案113

4.2.1VRML的通用語法結構113

4.2.2VRML的基本概念114

4.2.3VRML的計量單位和坐標系統115

4.3VRML檔案的主體內容116

4.3.1VRML的節點116

4.3.2常用的域123

4.4VRML的空間造型126

4.4.1基本造型126

4.4.2空間變換128

4.4.3顯示文本129

4.4.4複雜造型131

4.5VRML的場景效果132

4.5.1紋理映射133

4.5.2聲音技術135

4.5.3燈光效果137

4.6VRML的動態互動139

4.6.1動畫設計139

4.6.2感測器互動144

4.6.3腳本套用149

4.6.4實例分析152

習題158

第5章三維全景技術159

5.1全景技術概述159

5.1.1全景技術的特點159

5.1.2全景技術的分類160

5.1.3全景技術的套用162

5.2全景技術常用的硬體與軟體164

5.2.1常用的硬體164

5.2.2常用軟體166

5.3全景圖的製作168

5.3.1照片的採集168

5.3.2照片的後期製作169

5.4全景視頻簡介179

5.4.1全景視頻的套用179

5.4.2全景視頻的製作181

思考題182

第6章虛擬現實建模工具 3ds Max183

6.13ds Max的基礎知識183

6.1.13D Studio Max的工作界面183

6.1.2視圖區187

6.1.3命令面板、快捷鍵188

6.1.4石墨建模工具189

6.1.5簡單對象編輯套用190

6.2二維圖形與編輯194

6.2.1創建二維圖形194

6.2.2二維圖形的編輯195

6.2.3圖形轉換三維模型196

6.3三維建模198

6.3.1建模方法199

6.3.2常用修改器建模201

6.3.3高級修改器建模201

6.4複合對象建模209

6.5NURBS建模212

6.6材質與貼圖214

6.6.1材質與貼圖編輯視窗214

6.6.2材質庫的套用217

6.7燈光的套用219

6.7.1場景燈光介紹220

6.7.2燈光的類型220

6.7.3燈光的參數222

6.8渲染基礎224

6.9動畫製作229

6.9.1關鍵幀動畫229

6.9.2動畫控制器231

6.9.3reacter動畫 233

6.103ds Max與VRML的數據交換235

思考題237

第7章虛擬現實製作工具 Cult3D238

7.1Cult3D概述238

7.1.1Cult3D技術特點與套用238

7.1.2Cult3D的系統組成與設計流程240

7.1.3Cult3D Exporter輸出器240

7.2Cult3D設計器245

7.2.1Cult3D界面245

7.2.2子視窗功能簡介247

7.2.3互動功能設計253

7.3Cult3D Viewer演示器260

7.3.1在網路上發布Cult3D作品260

7.3.2Cult3D作品套用於PPT263

7.3.3Cult3D作品套用於Authorware264

思考題266

第8章VRPlatform 12基礎267

8.1VRPlatform入門267

8.1.1VRP12新增功能267

8.1.2工作界面268

8.1.3VRP功能分類270

8.2烘焙273

8.2.13ds Max模型烘焙273

8.2.23ds Max的模型最佳化276

8.2.3CompleteMap與LightingMap的區別278

8.2.4烘焙過程中的注意事項278

8.3VRP的材質編輯279

8.3.1材質面板279

8.3.2常用材質的創建282

8.3.3材質庫285

8.4角色庫的套用286

8.4.1角色庫的調用286

8.4.2動作庫287

8.4.3路徑動畫的創建289

8.4.4創建路徑動畫的錨點事件291

8.5VRP相機294

8.5.1各類相機簡介294

8.5.2其他相機298

8.6腳本編輯299

8.6.1腳本編輯器299

8.6.2系統函式300

8.6.3觸發函式與自定義函式302

8.7VRP物理引擎介紹305

8.7.1物理引擎概述305

8.7.2VRP+物理引擎的特性 305

8.7.3物理引擎的發展309

思考題311

參考文獻312

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