虛擬現實：理論、技術、開發與套用

《虛擬現實：理論、技術、開發與套用》是2019年清華大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：虛擬現實：理論、技術、開發與套用
• 作者：呂雲、王海泉、孫偉
• 類別：計算機/網路類圖書
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2019年3月
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787302522744

內容簡介

本書全面系統地講解了虛擬現實基礎理論、核心技術、開發流程以及實際套用。全書分為 8 章，主 要內容包括：虛擬現實發展過程，虛物實化技術，實物虛化技術，增強現實、混合現實相關技術，移動 VR、VR 一體機及基於主機的 VR，虛擬現實平台，虛擬現實內容設計，虛擬現實內容製作方式，互動功 能開發，虛擬現實開發引擎，虛擬現實內容開發案例，以及虛擬現實在遊戲、影視、社交、教育、電子商務、 旅遊和醫療等領域和行業的套用案例。 本書適合作為普通高等院校與職業院校虛擬現實、動漫設計、遊戲設計與多媒體技術等專業的教材， 也可作為相關行業設計與研發人員的參考用書。

圖書目錄

第1 章 虛擬現實概述 1

1.1 虛擬現實到底是什麼 .2

1.2 虛擬現實——一個全新的世界 4

1.3 虛擬現實的發展過程 .5

1.3.1 VR 概念的提出與演變 .5

1.3.2 當下VR 發展現狀 7

1.3.3 VR 發展道路上相互促進的關聯技術 9

1.4 本章小結 11

第2 章 虛擬現實系統的核心技術 .13

2.1 虛擬現實的技術結構 .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 視覺繪製 .18

2.3.2 並行繪製 .24

2.3.3 聲音渲染 .25

2.3.4 力觸覺渲染 28

2.4 增強現實、混合現實的相關技術 30

2.4.1 三維註冊技術 .30

2.4.2 標定技術 .33

2.4.3 人機互動技術 .33

2.5 本章小結 36

第3 章 虛擬現實系統的解決方案 .37

3.1 常用硬體設備 .38

3.1.1 建模設備 .38

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VIII 虛擬現實——理論、技術、開發與套用

3.1.2 三維視覺顯示設備 39

3.1.3 聲音設備 .42

3.1.4 互動設備 .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 基於主機的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 虛擬現實平台 .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 平台 67

3.6 本章小結 67

第4 章 虛擬現實內容的設計與開發 69

4.1 內容設計 70

4.1.1 設計目標和原則 .70

4.1.2 設計與開發流程 .71

4.2 虛擬現實內容製作方式 75

4.2.1 手工建模 .76

4.2.2 靜態建模 .82

4.2.3 全景拍攝 .83

4.3 互動功能開發 .84

4.3.1 開發步驟 .84

4.3.2 主要互動方式 .85

4.4 虛擬現實開發引擎 91

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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 虛擬現實內容開發案例 96

4.5.1 製作展櫃三維模型 96

4.5.2 展櫃模型的互動開發 . 102

4.6 本章小結 108

第5 章 VR 娛樂 109

5.1 遊戲的分類和電子遊戲 110

5.2 虛擬現實：更高階段的遊戲體驗 110

5.3 虛擬現實電子遊戲的影響 111

5.3.1 遊戲用戶更多，遊戲時間更長、頻率更高 . 112

5.3.2 虛擬現實電子遊戲：虛擬生存的起源 . 112

5.4 VR 遊戲 . 113

5.4.1 塗鴉類遊戲 113

5.4.2 桌面類遊戲 116

5.4.3 射擊類遊戲 119

5.4.4 競技類遊戲 123

5.4.5 休閒類遊戲 126

5.5 VR 影視 . 128

5.6 VR 社交 . 130

5.7 本章小結 136

第6 章 VR 教育革命 . 137

6.1 教育的VR 化發展 . 138

6.1.1 VR 課件製作 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 . 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 套用實例 156

6.4 本章小結 161

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X 虛擬現實——理論、技術、開發與套用

第7 章 VR 行業套用 . 163

7.1 VR 電商 . 164

7.1.1 VR 房地產 . 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 古建築文物復原 170

7.2.2 VR 景區 . 173

7.3 VR 醫療 . 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 心理健康教育的現狀 . 184

7.4.2 VR 心理健康中心的功能 . 184

7.5 VR 其他套用 191

7.5.1 VR 軍事套用 191

7.5.2 VR 航天套用 192

7.5.3 VR 設計套用 193

7.6 本章小結 198

第8 章 未來虛擬現實 199

8.1 虛擬現實與教育 200

8.2 虛擬現實與雙創 201

8.3 虛擬現實與未來生活 . 202

8.4 本章小結 203

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

A.1 環境搭建 . 204

A.1.1 項目綜述 . 205

A.1.2 項目設定 . 205

A.1.3 創建場景 . 206

A.1.4 加入VR 支持 208

A.2 槍械構建 . 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

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目錄XI

A.3 怪獸（敵人）構建 225

A.3.1 怪獸預製體 . 225

A.3.2 創建導航格線 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 產生怪物 . 236

A.4.2 玩家生命管理 238

A.5 檔案輸出 . 240

A.6 寫在後 . 241

後記 . 242

作者簡介

呂雲，博士，副教授，北京航空航天大學軟體學院虛擬現實技術與套用研究生培養方向副主任，北京航空航天大學銘品大數據創新實驗室執行主任，威愛教育公司總裁，美國佛羅里達國際大學高性能資料庫研究中心（HPDRC）資深研究專家。

王海泉 博士、副教授，北京航空航天大學碩士生導師，曾主持多項課題，在國內外重要刊物和會議上發表SCI/EI相關論文30餘篇，申請專利20餘項。

孫 偉 博士、教授，北京航空航天大學軟體學院創始院長，美國佛羅里達國際大學計算機學院終身教授，HTC VIVE全球校園事業部總經理，威愛教育創始人兼執行長。