Unity 3D体感交互游戏开发（微课视频版）

本书遵循国际工程教育教学理念和思想，坚持以案例为导向，以项目为载体，用项目驱动教学的模式，在各章使用实际的单元项目案例来讲解知识点，基于构思、设计、实施、运行的背景，通过实现具体的案例来对知识点进行学习和强化，并在知识运用部分进行知识点的扩展使用和技能提升训练。读者在案例分析和项目实践的过程中，能够提高运用知识和技术的熟练程度，提升创新实践能力。
本书主要内容
本书适用于具有一定的C#语言编程基础，以及具备基本的人机交互技术开发能力，了解C#或Java语言基本语法，需要进一步深入学习人机交互最新技术和体感设备开发的读者。作为一本关于人机交互技术的图书，全书共7章，前6章为知识点讲解，第7章为示例项目指导。
第1章是人机交互概述，主要介绍人机交互技术的发展，从传统的人通过计算机键盘、鼠标控制显示内容和文本的互动，转变为更多的自然交互形式。
第2章是人机交互基本输入技术，主要介绍采用Unity 3D创建基本的人机交互界面，将鼠标、键盘等作为人机交互技术的接口。
第3章是人机交互与虚拟环境，主要介绍结合Unity 3D进行碰撞检测的学习、视觉交互的学习、声音的可视化学习以及虚拟环境中简单的人工智能的应用。分别从视觉、听觉、虚拟触觉等角度进行人机交互的应用。
第4章是基于Leap Motion手势识别的人机交互，主要介绍用Leap Motion的控制，摆脱了传统的键盘和鼠标的束缚。同时本章选取的案例来源于产学合作协同育人项目——《基于虚拟与增强现实技术的教学资源开发与制作》。
第5章是基于HTC Vive 虚拟现实设备的人机交互，主要介绍结合HTC Vive 虚拟现实技术，利用其获取项目信息以及沉浸式体验技术的优势进行更深层次人机交互的应用。
第6章是数据库交互案例设计开发，主要介绍Unity 3D可连接数据库MySQL进行后台数据的实时统计，也可以进行网络平台的搭建，同时能够进行多种外接设备的功能扩展，最后通过一个完整的虚拟仿真实验项目进行全书的知识点整合和扩充。
第7章是Magic city三级项目指导。
本书内容的混合式教育教学改革知识点关系如图0.1所示。
图0.1内容关系图
本书特色
（1） 注重实用性和实践性，全书包含多个基础知识点开发案例以及扩展应用项目，各章的知识点都配以精心设计的项目案例来讲解，并包含知识的扩展运用部分。
（2） 步骤清晰，各知识点有相应的操作步骤及图片展示。
（3） 可满足初学者全面而系统地学习理论知识的需求及充分实践的需求。
（4） 常见交互方式方法清晰，可以有效提升效率，提高相应知识技巧的使用率。
配套资源
为便于教与学，本书配有微课视频、源代码、教学课件、教学大纲、安装程序。
（1） 获取微课视频方式: 先刮开并用手机版微信App扫描本书封底的文泉云盘防盗码，授权后再扫描书中相应的视频二维码，观看教学视频。
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彩色图片
全书网址
安装程序
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读者对象
本书适用于具有一定C#编程基础和基本的人机交互技术开发能力且具备一定虚拟现实基础知识的读者，也可作为虚拟现实、互动媒体、人机交互等领域从业人员的参考书。
本书由具备数年“人机交互技术”课程讲授经验的教师编写，他们同时具备使用Unity 3D、Unreal 4和C#语言等技术进行实际项目开发的经验，该编写团队中还有负责动画设计制作的教师，能够完美地将技术和艺术进行整合。在本书的编写过程中，编者将部分的项目资源整合到实践案例中，为学生的实践学习拓宽了视野。
全书由李想（女，中共党员，中国计算机学会（CCF）会员，大连东软信息学院数字艺术与设计学院数字媒体技术系副主任。主要讲授“人机交互技术”“互动装置设计”“游戏物理学”等课程。主持横、纵向课题多项，发表论文数篇，拥有专利及著作权多项）、张明宝担任主编，郭世凯、江贺、李晓晨、官毅、李震担任副主编，杨婷茹、潘怡润含同学负责校对。除此之外，书中案例的测试由HCI人机交互工作室曾嘉伟、田晓旭、许鸣辉、胡漫、张钘、陈晓东、孙一博、刘瑞焘等同学完成，虽经过编写团队教师多次集体讨论、修改、补充和完善，但错漏之处仍在所难免，敬请读者批评指正。
本书可供数字媒体技术、数字媒体艺术、动画等专业“人机交互技术”“体感交互项目开发”“Unity 3D体感交互”“虚拟现实项目实训”“数字媒体技术综合实训”等课程和项目教学使用，或者艺术类专业“人机交互设计”“人机交互动装置设计”等课程教学使用。

编者2023年10月

本书重点介绍Unity 3D、Leap Motion和HTC Vive三种技术。Unity 3D是最新的游戏引擎，本书采用兼容性好、扩展性丰富的Unity 3D（2020.3.30版本）引擎来进行案例的设计开发。在开发人机交互产品和系统方面，Unity 3D不仅能够整合代码和设计，而且能够将操作窗口可视化，实时地进行画面的更新和数据的显示，Unity 3D还能够支持虚拟现实设备（如HTC Vive虚拟现实套装）、体感交互设备（如Leap Motion体感交互设备）等设备的运行，并支持对应虚拟现实技术与体感交互技术的开发，将传统的人与计算机键盘、鼠标控制显示内容和文本的互动，转变为更多的自然交互形式，体现形态也由2D扩展到3D可视化的终端显示。
本书适用于具有一定C#编程基础和基本的人机交互技术开发能力且具备一定虚拟现实基础知识的读者，也可作为虚拟现实、互动媒体、人机交互等领域从业人员的参考书。

第1章人机交互概述1
1.1人机交互概述2
1.1.1人机交互的发展史2
1.1.2人机交互技术的应用领域3
1.2人机交互与可用性分析评估7
1.2.1人机交互与前沿科学技术7
1.2.2开发平台和工具9
1.3本章小结10
1.4课后作业10
1.5实验: 熟悉人机交互技术10
第2章人机交互基本输入技术12
2.1Unity 3D中的输入控制12
2.1.1Unity 3D中的输入控制相关概念12
2.1.2输入控制常用函数——input()函数13
2.2Unity 3D鼠标交互15
2.2.1鼠标交互常用函数15
2.2.2输入交互案例: 鼠标控制物体在3D场景中的交互15
2.3Unity 3D键盘交互18
2.3.1键盘交互常用函数18
2.3.2键盘交互案例: 小球、方块、摄像机随着按键运动18
2.4Unity 3D虚拟场景中的人机交互——forest项目设计实现21
2.4本章小结54
2.5课后作业54
第3章人机交互与虚拟环境55
3.1视觉交互55
3.2基于环境交互58
3.2.1Unity 3D碰撞检测交互58
3.2.2Unity 3D声音可视化交互62
3.2.3Unity 3D摄像机交互69
3.3高级环境交互72
3.3.1Unity 3D自动寻路Navmesh之入门72
3.3.2交互环境中的人工智能77
3.4概念模型以及对概念模型的认知81
3.5《古色流今》传统文化展馆设计开发案例82
3.6本章小结120
3.7课后作业120
第4章基于Leap Motion手势识别的人机交互121
4.1Leap Motion技术介绍122
4.2Leap Motion的手势识别124
4.3Leap Motion手势识别讲解125
4.4基于Leap Motion手势交互的案例设计开发127
4.5《星际涟漪》实例制作129
4.6《梦幻森林》体感交互案例设计与制作132
4.7本章小结154
4.8课后作业155
4.9实验: Leap Motion交互技术155
第5章基于HTC Vive 虚拟现实设备的人机交互157
5.1HTC Vive虚拟现实设备开发环境配置158
5.1.1HTC Vive虚拟现实设备介绍158
5.1.2基础参数159
5.1.3运行环境配置160
5.2与Unity 3D连接167
5.2.1导入配置插件167
5.2.2插件内置函数169
5.2.3基础示例场景内交互171
5.3实例讲解178
5.3.1进入房间开门案例设计开发178
5.3.2少儿个体化元宇宙康复平台的设计与实现182
5.4本章小结196
5.5课后作业197
5.6实验: HTC Vive虚拟现实交互技术197
第6章数据库交互案例设计开发199
6.1Unity 3D与MySQL数据库的交互200
6.1.1MySQL数据库的介绍和安装200
6.1.2Unity 3D与MySQL数据库的增、删、改、查207
6.2Unity 3D中的多线程技术和网络技术210
6.2.1基于Unity 3D Network开发网络210
6.2.2基于Socket开发网络212
6.3《示波器使用》虚拟仿真系统设计开发226
6.4本章小结246
6.5课后作业247
第7章Magic city三级项目指导248
参考文献254

本书重点介绍Unity 3D、Leap Motion和HTC Vive三种技术。Unity 3D是最新的游戏引擎，本书采用兼容性好、扩展性丰富的Unity 3D（2020.3.30版本）引擎来进行案例的设计开发。在开发人机交互产品和系统方面，Unity 3D不仅能够整合代码和设计，而且能够将操作窗口可视化，实时地进行画面的更新和数据的显示，Unity 3D还能够支持虚拟现实设备（如HTC Vive虚拟现实套装）、体感交互设备（如Leap Motion体感交互设备）等设备的运行，并支持对应虚拟现实技术与体感交互技术的开发，将传统的人与计算机键盘、鼠标控制显示内容和文本的互动，转变为更多的自然交互形式，体现形态也由2D扩展到3D可视化的终端显示。
本书适用于具有一定C#编程基础和基本的人机交互技术开发能力且具备一定虚拟现实基础知识的读者，也可作为虚拟现实、互动媒体、人机交互等领域从业人员的参考书。

本书特色 
（1）注重实用性和实践性，全书包含多个基础知识点开发案例以及扩展应用项目，每个单元的知识点都配以精心设计的项目案例来讲解，并包含知识的扩展运用部分。 
（2）步骤清晰，各知识点有相应的操作步骤以及图片展示。 
（3）可满足初学者全面而系统地学习理论知识的需求及充分实践的需求。 
（4）常见交互方式方法清晰，可以有效提升效率，提高相应知识技巧的使用率。