虛擬現(xiàn)實(shí)：理論、技術(shù)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

第1 章 虛擬現(xiàn)實(shí)概述 1

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)到底是什么 .2

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)——一個(gè)全新的世界 4

1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展過(guò)程 .5

1.3.1 VR 概念的提出與演變 .5

1.3.2 當(dāng)下VR 發(fā)展現(xiàn)狀 7

1.3.3 VR 發(fā)展道路上相互促進(jìn)的關(guān)聯(lián)技術(shù) 9

1.4 本章小結(jié)  11

第2 章 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心技術(shù) .13

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)結(jié)構(gòu) .14

2.2 實(shí)物虛化技術(shù) .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(shí)化技術(shù) .18

2.3.1 視覺(jué)繪制 .18

2.3.2 并行繪制 .24

2.3.3 聲音渲染 .25

2.3.4 力觸覺(jué)渲染 28

2.4 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù) 30

2.4.1 三維注冊(cè)技術(shù) .30

2.4.2 標(biāo)定技術(shù) .33

2.4.3 人機(jī)交互技術(shù) .33

2.5 本章小結(jié) 36

第3 章 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的解決方案 .37

3.1 常用硬件設(shè)備 .38

3.1.1 建模設(shè)備 .38

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VIII 虛擬現(xiàn)實(shí)——理論、技術(shù)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

3.1.2 三維視覺(jué)顯示設(shè)備 39

3.1.3 聲音設(shè)備 .42

3.1.4 交互設(shè)備 .43

3.2 移動(dòng)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(fēng)影音——暴風(fēng)魔鏡 55

3.3 VR 一體機(jī) 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 基于主機(jī)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(xiàn)實(shí)平臺(tái) .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 平臺(tái) 67

3.6 本章小結(jié) 67

第4 章 虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 69

4.1 內(nèi)容設(shè)計(jì) 70

4.1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則 .70

4.1.2 設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)流程 .71

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容制作方式 75

4.2.1 手工建模 .76

4.2.2 靜態(tài)建模 .82

4.2.3 全景拍攝 .83

4.3 交互功能開(kāi)發(fā) .84

4.3.1 開(kāi)發(fā)步驟 .84

4.3.2 主要交互方式 .85

4.4 虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)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(xiàn)實(shí)內(nèi)容開(kāi)發(fā)案例 96

4.5.1 制作展柜三維模型 96

4.5.2 展柜模型的交互開(kāi)發(fā) . 102

4.6 本章小結(jié)  108

第5 章 VR 娛樂(lè)  109

5.1 游戲的分類和電子游戲  110

5.2 虛擬現(xiàn)實(shí)：更高階段的游戲體驗(yàn)  110

5.3 虛擬現(xiàn)實(shí)電子游戲的影響  111

5.3.1 游戲用戶更多，游戲時(shí)間更長(zhǎng)、頻率更高 . 112

5.3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)電子游戲：虛擬生存的起源 . 112

5.4 VR 游戲 . 113

5.4.1 涂鴉類游戲  113

5.4.2 桌面類游戲  116

5.4.3 射擊類游戲  119

5.4.4 競(jìng)技類游戲  123

5.4.5 休閑類游戲  126

5.5 VR 影視 . 128

5.6 VR 社交 . 130

5.7 本章小結(jié)  136

第6 章 VR 教育革命 . 137

6.1 教育的VR 化發(fā)展 . 138

6.1.1 VR 課件制作  138

6.1.2 VR 教室 . 140

6.2 高等教育案例 . 142

6.2.1 場(chǎng)景化沉浸式英語(yǔ)  142

6.2.2 VR 實(shí)驗(yàn)室 . 145

6.2.3 VR 無(wú)人機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng) . 151

6.3 義務(wù)教育  152

6.3.1 科學(xué)教育 . 152

6.3.2 德育教育 . 154

6.3.3 安全教育 . 154

6.3.4 義務(wù)教育的VR 應(yīng)用實(shí)例  156

6.4 本章小結(jié)  161

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X 虛擬現(xiàn)實(shí)——理論、技術(shù)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

第7 章 VR 行業(yè)應(yīng)用 . 163

7.1 VR 電商 . 164

7.1.1 VR 房地產(chǎn) . 164

7.1.2 VR 購(gòu)物 . 165

7.1.3 VR 汽車銷售  168

7.2 VR 旅行 . 170

7.2.1 VR 古建筑文物復(fù)原  170

7.2.2 VR 景區(qū) . 173

7.3 VR 醫(yī)療 . 176

7.3.1 VR 心理療法  177

7.3.2 VR 手術(shù)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(xiàn)狀 . 184

7.4.2 VR 心理健康中心的功能 . 184

7.5 VR 其他應(yīng)用  191

7.5.1 VR 軍事應(yīng)用  191

7.5.2 VR 航天應(yīng)用  192

7.5.3 VR 設(shè)計(jì)應(yīng)用  193

7.6 本章小結(jié)  198

第8 章 未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)  199

8.1 虛擬現(xiàn)實(shí)與教育  200

8.2 虛擬現(xiàn)實(shí)與雙創(chuàng)  201

8.3 虛擬現(xiàn)實(shí)與未來(lái)生活 . 202

8.4 本章小結(jié)  203

附錄A 加州大學(xué)伯克利分校Decal Class VR 項(xiàng)目實(shí)踐 . 204

A.1 環(huán)境搭建 . 204

A.1.1 項(xiàng)目綜述 . 205

A.1.2 項(xiàng)目設(shè)置 . 205

A.1.3 創(chuàng)建場(chǎng)景 . 206

A.1.4 加入VR 支持  208

A.2 槍械構(gòu)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(gòu)建  225

A.3.1 怪獸預(yù)制體 . 225

A.3.2 創(chuàng)建導(dǎo)航網(wǎng)格  225

A.3.3 怪獸移動(dòng) . 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(chǎn)生怪物 . 236

A.4.2 玩家生命管理  238

A.5 文件輸出 . 240

A.6 寫(xiě)在最后 . 241

后記 . 242