虚拟现实技术基础与应用

第1章 虚拟现实技术概述

1.1 虚拟现实技术的基本概念

1.1.1 虚拟现实的概念

1.1.2 虚拟现实的原理和本质

1.1.3 虚拟现实技术与其他技术的关系

1.2 虚拟现实技术的发展历程

1.2.1 虚拟现实技术的萌芽阶段

1.2.2 虚拟现实系统的产生和初步形成

1.2.3 虚拟现实技术的高速发展和完善

1.3 虚拟现实技术的特性和系统组成

1.3.1 虚拟现实技术的特性

1.3.2 虚拟现实系统的组成

1.4 虚拟现实技术的分类与应用

1.4.1 虚拟现实技术的分类

1.4.2 虚拟现实技术的应用

本章小结

练习与思考

第2章 虚拟现实系统的硬件设备

2.1 虚拟现实的生成设备

2.1.1 高性能个人计算机

2.1.2 图形工作站

2.1.3 巨型机

2.1.4 分布式网络计算机

2.2 虚拟现实交互设备

2.2.1 视觉显示设备

2.2.2 听觉感知设备

2.2.3 虚拟物体操作设备

2.2.4 运动捕捉设备

本章小结

练习与思考

第3章 虚拟现实的相关技术

3.1 虚拟现实中的计算机图形学原理

3.1.1 三维图形绘制原理

3.1.2 坐标系

3.1.3 透视投影

3.1.4 三维裁剪

3.1.5三维消隐

3.2 虚拟现实建模技术

3.2.1 几何建模技术

3.2.2 物理建模技术

3.2.3 运动建模技术

3.3 实时动态绘制技术

3.3.1 实时动态绘制技术的基本原理

3.3.2 实时动态绘制技术简介

3.4 人机自然交互技术

3.4.1 手势识别技术

3.4.2 面部表情识别技术

3.4.3 眼动跟踪

3.4.4 触觉、力觉反馈传感技术

3.5三维虚拟声音技术

3.5.1 三维虚拟声音的特征

3.5.2 语音识别与合成技术

本章小结

练习与思考

第4章 三维建模工具软件3ds Max

4.1 三维建模工具软件简介

4.1.1 3ds Max

4.1.2 XSI

4.1.3 Maya

4.2 3ds Max基础知识

4.2.1 3ds Max的工作界面

4.2.2 对象

4.3 3ds Max基本操作

4.3.1 创建对象

4.3.2 对象属性

4.3.3 变换对象

4.3.4 对象的复制

4.3.5常用辅助工具

4.4 几何体的创建

4.4.1 标准基本体

4.4.2 扩展基本体

4.4.3 创建二维图形

4.5修改和编辑模型

4.5.1 三维几何体的编辑修改器

4.5.2 二维图形的编辑和修改

4.6高级建模

4.6.1 网格建模

4.6.2 多边形建模

4.6.3 面片建模

4.6.4 NURBS建模

4.7材质和贴图

4.7.1 材质

4.7.2 贴图

4.8灯光和摄影机

4.8.1 灯光基础知识

4.8.2 灯光类型

4.8.3 灯光的基本参数

4.8.4 摄影机简介

4.8.5摄影机的基本参数

4.93ds Max模型和OpenGL技术

4.9.1 OpenGL技术简介

4.9.2 3ds Max模型在 OpenGL中的使用

本章小结

练习与思考

第5章 OpenGL程序设计基础

5.1 OpenGL 基础知识

5.1.1 OpenGL简介

5.1.2 OpenGL的主要功能

5.1.3 OpenGL 的函数库

5.1.4 OpenGL函数命名规则

5.1.5OpenGL的数据类型

5.1.6OpenGL的工作方式

5.1.7OpenGL是状态机

5.2 OpenGL实用工具包

5.3 简单的OpenGL应用程序

5.3.1 创建基于控制台的OpenGL应用程序

5.3.2 创建基于SDK的OpenGL应用程序

5.3.3 创建基于MFC的OpenGL应用程序

本章小结

练习与思考

第6章 OpenGL 图形绘制和变换

6.1 基本图形绘制

6.1.1 基本图元描述

6.1.2 绘制平面图形

6.2 坐标变换

6.2.1 坐标变换的基本概念

6.2.2 视点变换

6.2.3 模型变换

6.2.4 投影变换

6.2.5 视口变换

6.2.6 矩阵堆栈操作

6.2.7 综合应用实例

本章小结

练习与思考

第7章 OpenGL三维场景真实感图形显示技术

7.1 真实感显示技术的基本概念

7.2 颜色模型

7.2.1 RGB模式

7.2.2 颜色索引模式

7.2.3 应用实例

7.3 光照模型与材质

7.3.1 光照基本知识

7.3.2 创建光源

7.3.3 选择光照模型

7.3.4 材质的定义

7.3.5综合应用实例

7.4 纹理映射

7.4.1 纹理的定义

7.4.2 控制纹理滤波

7.4.3 纹理处理

7.4.4 多重纹理

7.4.5 应用实例

7.5 OpenGL综合应用实例——粒子系统实现

7.5.1 粒子系统简介

7.5.2 基于面向对象程序设计方法的粒子系统构建

7.5.3 用粒子系统模拟火焰和消防水枪喷射效果

本章小结

练习与思考

第8章 虚拟现实系统综合开发实例

8.1 虚拟环境中三维模型的实现

8.1.1 三维模型建造的基本原则

8.1.2 三维模型建造实例

8.2 3ds模型与OpenGL混合编程简介

8.2.1 3ds文件格式简介

8.2.2 导入3ds文件到OpenGL中

8.3 虚拟现实消防灭火三维场景的构建

8.3.1 应用实例简述

8.3.2 场景模型的构建

8.3.3 初始化场景

8.3.4 键盘交互实现

8.3.5 多视口的实现

8.3.6 主函数的实现

本章小结

练习与思考

参考文献

虚拟现实技术是近年来发展十分迅速的一项计算机技术，并在各个领域中得到了广泛的应用。本书介绍了虚拟现实技术的基础知识以及实现方法。主要内容有虚拟现实技术基础概念和原理、3ds Max中三维模型的建立方法、利用Visual C++平台上的OpenGL构建交互式三维场景过程、OpenGL中真实感三维图形实现过程以及3ds Max与OpenGL混合编程方法。全书结合大量的实例来讲解实现原理，具有较好的可读性和操作性。本书可以作为普通高等院校计算机科学与技术以及相关专业的教材，也可供从事相关专业的技术研发人员学习和参考。