虚拟现实技术基础与应用
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广东广州
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作者李建,王芳 主编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111601623
出版时间2018-08
装帧平装
开本16开
定价49元
货号1201730913
上书时间2024-07-01
商品详情
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目录
前言
第1章虚拟现实技术概述
1.1虚拟现实概念
1.1.1基本概念
1.1.2虚拟现实技术的特性
1.1.3虚拟现实系统的组成
1.2虚拟现实技术的发展
1.2.1虚拟现实技术发展历程
1.2.2国内外的虚拟现实技术研究
1.2.3虚拟现实技术发展趋势
1.3虚拟现实技术的分类
1.3.1沉浸式虚拟现实系统
1.3.2增强式虚拟现实系统
1.3.3桌面式虚拟现实系统
1.3.4分布式虚拟现实系统
1.4虚拟现实产业发展现状与前景
1.4.1国内虚拟现实产业发展情况
1.4.2国外虚拟现实产业发展情况
1.4.3虚拟现实产业链
1.4.4虚拟现实产业发展前景
1.5增强现实与混合现实技术
1.5.1增强现实与混合现实的概念
1.5.2虚拟现实与增强现实、混合现实的区别
1.6虚拟现实技术典型应用——虚拟博物馆
1.6.1虚拟博物馆及其发展现状
1.6.2虚拟博物馆的特点
1.6.3虚拟博物馆的应用技术
1.6.4虚拟博物馆的发展趋势
小结
习题
第2章虚拟现实的关键技术
2.1立体高清显示技术
2.1.1立体视觉形成原理
2.1.2立体高清显示技术分类
2.2三维建模技术
2.2.1几何建模
2.2.2物理建模
2.2.3运动建模
2.3三维虚拟声音技术
2.3.1三维虚拟声音的特征
2.3.2头部相关传递函数
2.3.3语音识别与合成技术
2.4人机交互技术
2.4.1手势识别技术
2.4.2面部表情识别技术
2.4.3眼动跟踪技术
2.4.4其他感觉器官的反馈技术
2.5虚拟现实引擎
2.5.1虚拟现实引擎概述
2.5.2虚拟现实引擎架构
小结
习题
第3章虚拟现实系统的硬件设备
3.1虚拟现实系统的生成设备
3.1.1高性能个人计算机
3.1.2高性能图形工作站
3.1.3巨型机
3.1.4分布式网络计算机
3.2虚拟现实系统的输入设备
3.2.1跟踪定位设备
3.2.2人机交互设备
3.2.3快速建模设备
3.3虚拟现实系统的输出设备
3.3.1视觉感知设备
3.3.2听觉感知设备
3.3.3触觉感知设备
3.3.4肌肉/神经交互设备
3.3.5语言交互设备
3.3.6意念控制设备
3.3.7三维打印机
小结
习题
第4章虚拟现实开发软件和语言
4.1三维设计软件
4.1.13dsMax
4.1.2Lumion
4.2虚拟现实开发平台
4.2.1Unity
4.2.2VRP
4.2.3Virtools
4.2.4UnrealEngine
4.3虚拟现实开发语言
4.3.1OpenGL
4.3.2VRML
4.3.3C#
4.3.4C++
小结
习题
第5章三维全景技术
5.1三维全景概述
5.1.1三维全景的概念
5.1.2三维全景应用领域
5.2全景照片的拍摄硬件
5.2.1全景制作常见硬件
5.2.2VR全景视频设备
5.3全景图的制作
5.3.1制作流程
5.3.2全景拼图软件PTGuiPro的基本操作
5.3.3手机端360°全景图制作步骤
5.3.4全景航拍及应用简介
5.3.5VR全景图的制作
小结
习题
第6章Unity开发基础
6.1一个Unity简单案例
6.2Unity窗口界面
6.2.1创建Unity项目
6.2.2Scene与场景漫游
6.2.3Hierarchy面板与场景搭建
6.2.4Project与资源管理
6.2.5Inspector与组件管理
6.3物理引擎和碰撞检测
6.3.1碰撞器
6.3.2物理引擎和刚体
6.3.3碰撞检测
6.4Unity资源
6.4.1Terrain地形系统
6.4.23D模型对象
6.4.3材质贴图
6.4.4灯光
6.4.5摄像机
6.4.6音频
6.5Unity图形用户界面
6.5.1GUI图形用户界面
6.5.2UGUI图形用户界面
6.5.3常用输入类
6.6Mecanim动画系统
6.6.1Unity动画系统概述
6.6.2动画剪辑
6.6.3动画状态机
6.7简单应用举例
6.7.1创建地形
6.7.2场景搭建
6.7.3获取能量和炮弹
6.7.4攻击敌方坦克
6.7.5声音
6.7.6发布测试
小结
习题
第7章综合开发案例
7.1项目开发流程与组织
7.1.1项目开发流程
7.1.2项目开发的组织
7.2虚拟现实应用案例——虚拟装修
7.2.1应用的背景及功能概述
7.2.2应用的策划及准备工作
7.2.3应用的架构
7.2.4应用的界面设计
7.2.5应用的美术资源设计
7.2.6应用的逻辑开发
7.2.7应用界面的完善
7.2.8应用的优化与改进
7.2.9打包与发布
7.3增强现实应用案例——涂涂乐
7.3.1应用的背景及功能概述
7.3.2应用的策划及准备工作
7.3.3应用的架构
7.3.4应用的界面设计
7.3.5应用的美术资源设计
7.3.6应用的逻辑开发
7.3.7应用的优化与改进
7.3.8打包与发布
7.4混合现实应用案例——虚拟试衣间
7.4.1应用的背景及功能概述
7.4.2应用的策划及准备工作
7.4.3应用的架构
7.4.4应用的界面设计
7.4.5应用的美术资源设计
7.4.6应用的逻辑开发
7.4.7应用界面的完善
7.4.8应用的优化与改进
7.4.9打包与发布
小结
参考文献
内容摘要
《虚拟现实技术基础与应用》力求全面系统的描述虚拟现实技术的概念、发展趋势、硬件设备、软件技术以及虚拟现实技术开发的基础知识等。全书共有7章，详细介绍了虚拟现实的概念和发展现状、虚拟现实的关键技术、虚拟现实系统的硬件设备和相关软件、全景摄影和全景图技术、Unity虚拟现实开发平台的基础知识和开发案例等。本书既可以作为高等院校虚拟现实、数字媒体技术、计算机应用等相关专业的基础教材，也为所有对虚拟现实技术感兴趣的读者，提供了一本较为翔实的入门教程。
精彩内容
前 言虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指采用以计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，与虚拟世界中的物体进行自然的交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。 自20世纪50年代起，虚拟现实技术从模糊的概念、缓慢发展、快速成长到产品落地，并运用到军事、工业、地理与规划、建筑可视化、教育文化等领域。头戴3D显示器是沉浸式VR设备的雏形，Nintendo、Olympus、Sony相继推出过头戴3D显示器产品，但因软硬件、内容不成熟未能形成市场规模。2013年以来，显示器分辨率、显卡GPU并行渲染和3D实时建模能力、网络速度等技术的快速提升带来了VR设备的轻量化、便捷化和精细化，大幅提升了VR设备的体验。2014年FaceBook以20亿美金收购Oculus，Samsung、Google、Sony、HTC等靠前消费电子巨头均加入VR设备研发，推出大量沉浸式VR设备，并不断更新换代，让电子科技公司、手机制造商、科技创业公司等看到市场前景，各大厂商和投资机构纷纷投资，各个领域都普遍看好VR产业的未来，VR市场潜力巨大。2016年初，优选靠前的靠前投资银行高盛集团发布了《VR与AR：解读下一个通用计算平台》的行业报告，全世界迎来了虚拟现实发展的新浪潮，于是2016年被专家和媒体称为VR元年。 面对硬件技术的日益成熟，在VR内容设计和产出方面的技术人才正在成为制约VR产业发展的重要瓶颈。据Linkedin发布的《2016优选VR人才报告》显示，中国VR行业人才需求占比高达18%，成为优选第二大VR市场，但人才市场供给量只占优选的2%。随着VR人才需求的增加，国内不少教育机构和高校也积极布局VR教育，把VR开发及相关课程纷纷列入人才培养和教学计划之中，并建立了虚拟现实技术相关的实验室。 为满足社会和高校对虚拟现实学科建设和教材的需求，以及广大虚拟现实爱好者的学习需求，我们编写了本书。本书较系统地介绍了虚拟现实技术的概念、发展历程、未来趋势、硬件设备、软件技术、开发平台及应用领域等，并通过实战案例，系统地介绍了虚拟现实应用开发的全过程。虚拟现实理论知识与实践经验耦合度高，在注重理论知识学习的基础上，应具备一定的实际操作能力。因此本书有以下突出特点：理论联系实际，理论、应用和案例相结合；由浅入深，图文并茂，易于理解；注重实践应用，包括应用开发环境、典型应用案例等，使读者能在短时间内全面了解虚拟现实应用开发的相关知识和实用技术。 本书能对立志于虚拟现实技术应用开发的读者起到引领入门的作用，既可以作为高等院校数字媒体技术（艺术）、计算机科学与技术、计算机应用等相关专业虚拟现实方向的基础教材，又能够给社会和高校中对虚拟现实技术感兴趣的读者，提供翔实的学习资料。编者期望通过本书的出版能够达到普及知识、掌握技术、面向应用、开阔思路等目的。 本书主要包括以下内容。 第1章，介绍了虚拟现实技术的概念、特性、发展历程，虚拟现实产业的发展现状和应用前景，分析了VR、AR、MR的概念、区别和联系。 第2章，虚拟现实是多种技术的综合，本章主要介绍了其关键技术，包括立体高清显示技术、三维建模技术、三维虚拟声音技术、人机交互技术等。 第3章，介绍了虚拟现实的硬件设备，包括生成设备、输入设备和输出设备。 第4章，介绍了虚拟现实开发的相关软件，包括3ds Max、Lumion等三维建模软件，Unity、VRP、Unreal Engine等虚拟现实开发平台，以及C#、OpenGL、C++等相关开发语言。 第5章，介绍了三维全景的基本概念，三维全景图及VR全景图的制作方法。 第6章，介绍了Unity虚拟现实开发平台的基本开发流程，包括Unity窗口界面组成、物理引擎和碰撞检测、各种资源（3D模型、Terrain地形、材质贴图、灯光、音频、摄像机等）、UGUI界面开发、Mecanim动画系统等。 第7章，以项目开发实战的形式，详细介绍了3个综合案例的完整开发流程。从项目背景、策划与准备，到项目架构、UI设计、逻辑开发，再到项目优化与发布等，对虚拟现实项目开发的技术人员和初学者极有帮助。 本书由李建、王芳主编，张天伍、杨爱云、李雨恒任副主编，其中第1章、第5章由李建编写，第2章由杨爱云编写，第3章由张天伍编写，第4章、第6章由王芳编写，第7章由李雨恒编写。中原工学院信息商务学院郭欣、河南中医药大学闫培玲和王雨佳参与了部分章节的编写工作。书中综合案例由河南云和数据信息技术有限公司虚拟现实研发部经理李雨恒设计并实现，李建对全书进行了统稿。 在本书编写过程中，参阅了大量的书籍、文献资料和网络资源，得到了河南云和数据信息技术有限公司领导的大力支持，在此向所有资源的作者及相关单位的支持表示衷心感谢。由于作者水平和时间所限，加之虚拟现实技术发展迅速、日新月异，书中难免存在局限和错误等不足之处，欢迎广大读者不吝指正，沟通交流，以促进我国虚拟现实产业和虚拟现实技术的不断发展和进步。
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