虚拟现实宝典(以人为本的VR设计)
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作者(美)杰森·吉拉德|译者:刘冠宏//黄立//冯元凌
出版社电子工业
ISBN9787121475542
出版时间2024-05
装帧其他
开本其他
定价129元
货号32068781
上书时间2024-06-03
商品详情
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作者简介
刘冠宏，目前就职于同济大学设计创意学院，担任助理教授一职。博士就读于清华大学美术学院和清华大学未来实验室。本科和硕士分别毕业于中央美术学院设计学院和清华大学计算机科学与技术系。近年来，在艺术、科技与人文相融合视角下展开了一系列研究与创作，包括传统工艺数字化创新设计方法与实践、面向视障人士的无障碍交互技术。已在人机交互顶级国际会议（CHI、IMWUT）上发论文十余篇，授权多项专利，并具有广泛的参展经历。其博士论文被评为清华美院优秀学位论文。
目录
概述1
0.1 本书涵盖的内容2
0.2 本书未涵盖的内容3
0.3 本书适合哪些读者3
0.4 如何阅读本书3
0.5 七部分内容的综述4
第一部分 简介与背景
1 虚拟现实是什么7
1.1 虚拟现实的定义7
1.2 虚拟现实是沟通8
1.2.1 直接沟通8
1.2.2 间接沟通9
1.3 虚拟现实擅长什么9
2 虚拟现实的历史11
2.1 19世纪11
2.2 20世纪13
2.3 21世纪20
3 各种现实的概述21
3.1 “现实”的形式21
3.2 现实系统22
3.2.1 视觉显示器23
3.2.2 声音26
3.2.3 触觉27
3.2.4 运动平台29
3.2.5 跑步机30
3.2.6 其他的感觉输出31
3.2.7 输入31
3.2.8 内容31
4 沉浸感、临场感和现实的权衡32
4.1 沉浸感32
4.2 临场感33
4.3 临场感的错觉34
4.4 现实的权衡36
4.4.1 恐怖谷36
4.4.2 保真度连续集37
*5 基本：设计指南39
5.1 说明和背景（第一部分）39
5.2 虚拟现实是沟通（1.2节）39
5.3 对各种现实的概述（第3章）40
5.4 沉浸感，临场感和现实的权衡
（第4章）40
第二部分 感知
6 主观和客观现实44
6.1 现实是主观的44
6.2 感知错觉46
6.2.1 2D错觉46
6.2.2 边界完成错觉47
6.2.3 盲点48
6.2.4 深度错觉49
6.2.5 月亮错觉50
6.2.6 残影51
6.2.7 移动错觉52
7 感知模型和感知过程54
7.1 远端刺激和近端刺激54
7.2 感觉和感知55
7.2.1 整合55
7.3 自下而上和自上而下的过程55
7.4 传入和传出56
7.5 迭代感知过程56
7.6 潜意识和意识58
7.7 本能的、行为的、反射的、情感的
过程58
7.7.1 本能过程59
7.7.2 行为过程59
7.7.3 反射过程59
7.7.4 情感过程60
7.8 心智模型60
7.9 神经语言规划61
7.9.1 NLP交流模型62
7.9.2 外部刺激62
7.9.3 过滤器63
7.9.4 内部状态64
8 感知模态65
8.1 看65
8.1.1 视觉系统65
8.1.2 亮度和明度68
8.1.3 颜色70
8.1.4 视敏度71
8.1.5 眼动73
8.1.6 视觉显示75
8.2 听76
8.2.1 声音的属性76
8.2.2 双耳信息77
8.2.3 语音感知78
8.3 触摸79
8.3.1 振动79
8.3.2 纹理80
8.3.3 被动触摸与主动触摸80
8.3.4 疼痛80
8.4 本体感觉81
8.5 平衡和物理运动81
8.6 嗅觉和味觉82
8.7 多模态感知83
8.7.1 视觉信息和前庭信息相互补充84
9 空间与时间的感知85
9.1 空间感知85
9.1.1 外中心和自我中心判断86
9.1.2 分割我们周围的空间86
9.1.3 深度（景深）感知87
9.1.4 测量深度感知94
9.1.5 虚拟现实中空间感知的挑战94
9.2 时间感知95
9.2.1 时间分析95
9.2.2 大脑和时间95
9.2.3 感受时间的流逝96
9.2.4 闪烁98
9.3 运动感知98
9.3.1 生理99
9.3.2 物体相对运动和主体相对运动99
9.3.3 光流100
9.3.4 运动感知因素100
9.3.5 诱导运动101
9.3.6 表观运动101
9.3.7 运动连贯性103
9.3.8 运动拖影103
9.3.9 生物运动104
9.3.10 相对运动错觉104
10 知觉稳定性、注意力和行为106
10.1 知觉恒常性106
10.1.1 大小恒常性107
10.1.2 形状恒常性107
10.1.3 位置恒常性108
10.1.4 亮度和颜色恒常性108
10.1.5 响度恒常性109
10.2 适应109
10.2.1 感官适应109
10.2.2 知觉适应109
10.2.3 负面后遗症111
10.3 专注111
10.3.1 有限的资源和过滤112
10.3.2 引导注意113
10.4 行为116
10.4.1 行为与感知116
10.4.2 镜像神经元系统117
10.4.3 导航117
*11 感知：设计指南119
11.1 主观和客观现实（第6章）119
11.2 感知模型和感知过程（第7章）119
11.3 感知模态（第8章）120
11.4 空间与时间的感知（第9章）120
11.5 知觉稳定性、注意力和行为
（第10章）121
第三部分 健康危害
12 晕动症125
12.1 场景移动125
12.2 晕动症和相对运动错觉126
12.3 晕动症病理126
12.3.1 感官冲突原理126
12.3.2 进化理论127
12.3.3 姿态不稳定理论127
12.3.4 静止参考系假设128
12.3.5 眼动理论129
12.4 晕动症的统一模型130
12.4.1 世界的真实状态130
12.4.2 感官输入131
12.4.3 中央处理区131
12.4.4 状态判断131
12.4.5 动作131
12.4.6 预判和反馈131
12.4.7 运动的心理模型132
13 视疲劳、痉挛和副作用133
13.1 视觉辐辏调节冲突133
13.2 遮蔽显示冲突133
13.3 闪烁134
13.4 副作用134
13.4.1 重新适应134
14 硬件挑战136
14.1 身体疲劳136
14.2 头戴适配137
14.3 受伤问题137
14.4 卫生问题138
15 延迟140
15.1 延迟的负面作用140
15.1.1 视敏度弱化140
15.1.2 弱化表现141
15.1.3 体验感中断141
15.1.4 负面训练效应141
15.2 延迟阈值141
15.3 感官延迟：暗适应的机能之一142
15.4 延迟源143
15.4.1 动作追踪延迟144
15.4.2 应用程序延迟145
15.4.3 渲染延迟145
15.4.4 显示延迟145
15.4.5 同步延迟148
15.5 时间分析148
15.5.1 延迟测量149
16 度量不适感150
16.1 肯尼迪模拟疾病问卷表150
16.2 姿态稳定性151
16.3 生理测量151
17 导致负面作用的影响因素总结152
17.1 系统因素153
17.2 用户个人因素154
17.3 应用程序设计因素157
17.4 沉浸感和晕动症158
*18 减少不良影响的案例159
18.1 适应优化159
18.2 外界稳定信息159
18.3 把世界场景当成一个物体来控制160
18.4 先导标记161
18.5 尽量减少视觉加速度和旋转161
18.6 棘轮转动162
18.7 延迟补偿162
18.7.1 预测162
18.7.2 后期渲染技术162
18.7.3 延迟补偿的问题163
18.8 运动平台163
18.9 舒缓猩猩臂163
18.10 边界警示网格和淡出164
18.11 药物164
*19 减少健康危害的设计准则165
19.1 硬件165
19.2 系统校准166
19.3 减少延迟166
19.4 通用设计167
19.5 运动设计167
19.6 交互设计168
19.7 使用169
19.8 度量不适感170
第四部分 内容创作
20 内容创作的高级概念173
20.1 体验故事173
20.2 核心体验176
20.3 概念完整性176
20.4 格式塔组织原则177
20.4.1 分组法则178
20.4.2 分割原则181
21 环境设计183
21.1 场景183
21.2 色彩和光照184
21.3 声音185
21.4 采样和混叠186
21.5 环境导航辅助187
21.5.1 标记、轨迹和度量189
21.6 真实世界内容190
21.6.1 360°全景相机190
21.6.2 光场及基于图像的捕捉／渲染191
21.6.3 真实三维捕捉191
21.6.4 医学数据和科学数据192
22 影响行为194
22.1 个人导航辅助194
22.1.1 地图194
22.1.2 指南针195
22.1.3 多重导航辅助196
22.2 动作中心196
22.3 视野197
22.4 虚拟现实中的简便与高端配置197
22.4.1 有线虚拟现实和无线虚拟现实197
22.4.2 移动便携虚拟现实和固定位置
的虚拟现实198
22.5 角色、虚拟形象、社交网络198
*23 过渡到虚拟现实的内容创作201
23.1 从传统开发到虚拟现实开发，
范式的转换201
23.2 复用现有内容202
23.2.1 几何细节203
23.2.2 平视显示器203
23.2.3 瞄准网格线204
23.2.4 手部模型／武器模型204
23.2.5 缩放模式205
*24 内容创作：设计准则206
24.1 内容创作的高级概念
（第20章）206
24.2 环境设计（第21章）207
24.3 影响行为（第22章）209
24.4 过渡到虚拟现实的内容创作
（第23章）210
第五部分 交互
25 以人为本的交互212
25.1 直觉性212
25.2 Norman的交互设计原则213
25.2.1 示能性213
25.2.2 意符214
25.2.3 约束限制214
25.2.4 反馈215
25.2.5 匹配216
25.3 直接与间接的交互217
25.4 交互循环218
25.5 手220
25.5.1 双手交互220
*26 虚拟现实的交互概念222
26.1 交互保真度222
26.2 本体感觉与以本体为中心的交互224
26.2.1 混合本体中心与外部中心的
交互224
26.3 参考系224
26.3.1 虚拟世界的参考系225
26.3.2 真实世界参考系225
26.3.3 躯干参考系225
26.3.4 手部参考系227
26.3.5 头部参考系227
26.3.6 眼部参考系228
26.4 语音和姿态228
26.4.1 姿态229
26.4.2 语音识别230
26.5 模式和流程231
26.6 多模态技术232
26.7 小心疾病和疲劳233
26.8 视觉-物理冲突和感觉替代233
*27 输入设备235
27.1 输入设备特征235
27.1.1 尺寸和形状235
27.1.2 自由度235
27.1.3 相对与绝对236
27.1.4 分离与集成236
27.1.5 等距与等压236
27.1.6 按钮237
27.1.7 无负担输入设备237
27.1.8 与物理对象完全交互的能力237
27.1.9 设备的可靠性237
27.1.10 触觉能力238
27.2 手部输入设备的分类238
27.2.1 接地输入设备239
27.2.2 非跟踪手持控制器240
27.2.3 跟踪手持控制器241
27.2.4 手部穿戴设备242
27.2.5 裸手控制器243
27.3 非手部输入设备的分类243
27.3.1 头部跟踪输入243
27.3.2 眼动跟踪输入244
27.3.3 麦克风245
27.3.4 全身跟踪245
*28 交互模式和技术246
28.1 选择模式248
28.1.1 手选模式248
28.1.2 点选模式249
28.1.3 图像-平面选择模式251
28.1.4 基于体积的选择模式252
28.2 操作模式253
28.2.1 手操模式253
28.2.2 代理模式254
28.2.3 3D工具模式255
28.3 视点控制模式256
28.3.1 行走模式257
28.3.2 驾驶模式258
28.3.3 3D多点触控模式259
28.3.4 自动模式261
28.4 间接控制模式262
28.4.1 窗口部件和面板模式263
28.4.2 非空间控制模式266
28.5 复合模式267
28.5.1 点选与手操结合模式267
28.5.2 微缩世界模型模式268
28.5.3 多模态模式270
*29 交互：设计准则272
29.1 以人为本的交互（第25章）272
29.2 虚拟现实的交互概念（第26章）274
29.3 输入设备（第27章）277
29.4 交互模式和技术（第28章）278
第六部分 迭代设计
30 迭代设计的哲学285
30.1 虚拟现实既是艺术，又是科学285
30.2 以人为本的设计285
30.3 通过迭代不断发现问题286
30.4 没有一个过程是依赖于项目的287
30.5 团队288
*31 定义阶段289
31.1 愿景290
31.2 问题290
31.3 评估与可行性292
31.4 高阶设计注意事项292
31.5 目标293
31.6 关键参与者293
31.7 时间与成本294
31.8 风险294
31.9 假设296
31.10 项目约束296
31.10.1 项目约束的类型296
31.10.2 约束难题297
31.11 人物角色298
31.12 用户故事299
31.13 故事板300
31.14 范围301
31.15 需求301
31.15.1 质量要求302
31.15.2 功能性需求303
31.15.3 通用的虚拟现实需求304
*32 制作阶段305
32.1 任务分析305
32.1.1 何时进行任务分析306
32.1.2 如何做任务分析306
32.2 设计规范308
32.2.1 草图308
32.2.2 框图309
32.2.3 使用案例310
32.2.4 类310
32.2.5 软件设计模式311
32.3 系统注意事项312
32.3.1 系统权衡和做出决定312
32.3.2 硬件支持313
32.3.3 帧率和延迟313
32.3.4 疾病指南313
32.3.5 校准314
32.4 模拟314
32.4.1 分离模拟与渲染314
32.4.2 与物理抗争314
32.4.3 抖动物体315
32.4.4 飞行物体315
32.5 网络环境315
32.5.1 理想的网络环境316
32.5.2 消息协议317
32.5.3 网络架构317
32.5.4 决定论和局部估计319
32.5.5 减少网络堵塞319
32.5.6 同时交互320
32.5.7 网络物理320
32.6 原型320
32.6.1 原型的形式321
32.7 最终产品322
32.8 交付322
32.8.1 演示小样322
32.8.2 现场安装323
32.8.3 持续的交付323
*33 学习阶段324
33.1 沟通与态度325
33.1.1 虚拟现实创作者是特殊用户325
33.2 研究概念326
33.2.1 数据收集326
33.2.2 可靠性327
33.2.3 有效性327
33.2.4 灵敏度331
33.3 构建主义方法331
33.3.1 小型回顾331
33.3.2 演示331
33.3.3 访谈332
33.3.4 调查问卷332
33.3.5 小组座谈333
33.3.6 专家评估334
33.3.7 行动后回顾336
33.4 科学方法336
33.4.1 实验设计概述337
33.4.2 真实实验vs.准实验339
33.5 数据分析339
33.5.1 了解数据339
33.5.2 统计概念340
*34 迭代设计：设计原则344
34.1 迭代设计的哲学（第30章）344
34.2 定义阶段（第31章）345
34.3 制作阶段（第32章）348
34.4 学习阶段（第33章）353
第七部分 未来从现在开始
35 虚拟现实的现在与未来358
35.1 将虚拟现实售卖给大众358
35.2 虚拟现实社区文化359
35.3 沟通359
35.3.1 新生代语言359
35.3.2 符号化沟通360
35.3.3 用虚拟人类创造同情心361
35.3.4 脑对脑沟通361
35.3.5 全神经输入和输出362
35.4 标准和开源363
35.4.1 开源364
35.4.2 平台特定/事实标准364
35.4.3 开放标准365
35.5 硬件365
35.6 增强现实和虚拟现实的融合366
*36 启动367
内容摘要
《虚拟现实宝典：以人为本的VR设计》是虚拟现实领域的一本经典著作，也是该领域第一本全面、系统阐述虚拟现实技术、交互设计的集大成之作。本书分为七大部分，紧扣以人为本的主旨，阐述了虚拟现实系统的技术原理、基本设计流程、界面交互设计、健康与伦理等重要内容，不仅引导读者深度理解虚拟现实的设计机制，还鼓励读者深入思考创造虚拟世界所带来的伦理、心理和社会影响。本书作者是虚拟现实领域的先驱人物之一，深耕虚拟现实领域已20多
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