虚拟现实应用系统设计与开发

第1章虚拟现实简介

1.1什么叫虚拟现实

1.1.1虚拟现实的由来

1.1.2虚拟现实的定义

1.1.3虚拟现实应用领域简介

1.1.4虚拟现实系统的系统组成

1.2虚拟现实系统的三个主要特征

1.2.1沉浸性

1.2.2交互性

1.2.3想象性

1.3虚拟现实系统的分类

1.3.1沉浸式虚拟现实系统

1.3.2桌面式虚拟现实系统

1.3.3增强式虚拟现实系统

1.3.4分布式虚拟现实系统

1.4虚拟现实与其他学科的关系

1.5人类视、听、触、嗅的生理感知基础

本章小结

思考题

第2章虚拟现实系统的硬件设备

2.1虚拟现实系统的输入接口

2.1.1VR系统输入接口基本概念

2.1.2基于身体跟踪的输入设备

2.1.3基于物理设备跟踪的输入设备

2.1.4语音输入

2.2虚拟现实系统的输出接口

2.2.1VR系统输出接口基本概念

2.2.2VR系统视觉输出接口

2.2.3VR系统听觉输出接口

2.2.4VR系统的触觉输出接口

2.2.5前庭感觉和其他感觉

本章小结

思考题

第3章虚拟现实系统设计要素

3.1应用系统选择虚拟现实媒体的原因

3.2虚拟现实系统的一般构成

3.3虚拟现实系统设计要素

3.3.1面向使用者的系统设计

3.3.2虚拟世界的创建

3.3.3软件接口的设计

3.3.4硬件接口的设计

3.4基于网络的VR系统设计

3.4.1关于VR技术

3.4.2基于Web的虚拟现实的局限性

3.4.3基于WebVR的系统设计

本章小结

思考题

第4章虚拟现实开发工具综述

4.1MultigenVega

4.2Virtools

4.3Quest3D

4.4Unity3D

4.5VR—Platform

4.6Cult3D

本章小结

思考题

第5章Quest3D应用基础

5.1Quest3D开发平台简介

5.2使用Quest3D的基本概念

5.2.1Ques‘t3D界面及功能介绍

5.2.2Quest3D程序节点执行流程

5.3Quest3D操作

5.3.1Quest3D的基础操作

5.3.2Quest3D节点连接和使用方法

5.3.3Quest3D场景的基本结构

5.3.4Quest3D外部模型物体导人

5.4Quest3DTemplate应用——简单漫游场景制作

5.5Quest3D场景的发布

5.5.15种不同类型的发布方式

5.5.2举例Executable类型的应用发布

本章小结

思考题

实践题

第6章虚拟古迹复原开发实例

6.1需求分析

6.1.1虚拟古迹复原的意义和应用现状

6.1.2项目开发背景与需求分析

6.2系统设计

6.2.1系统设计目标

6.2.2系统设计原则

6.2.3三维模型构建

6.2.4交互功能设计

6.2.5系统环境设计

6.3数据采集与数据处理

6.3.1文字与地理数据信息采集

6.3.2图片与视频信息采集

6.3.3纹理贴图采集与处理

6.4美工设计

6.4.1建模软件选择

6.4.2模型绘制原则与要求

6.4.3UV贴图及烘焙

6.4.4模型动画设定

6.4.5碰撞体的设计

6.4.6场景模型输出

6.5GUI设计与制作

6.6交互功能开发

6.6.1开发步骤

6.6.2模型与动画的导入与贴图优化

6.6.3主要交互功能开发

6.6.4特效设计

6.73D立体显示效果输出测试

6.8互动程序发布

本章小结

思考题

实践题

第7章数字城市仿真开发实例

7.1需求分析

7.1.1数字城市的应用背景

7.1.2项目开发背景与需求分析

7.2系统设计

7.2.1系统设计目标

7.2.2系统设计原则

7.2.3三维模型构建

7.2.4交互功能设计

7.2.5系统环境设计

7.3美工设计

7.3.1数据采集与数据处理

7.3.2模型构建流程

7.3.3动画设定

7.3.4模型导出

7.4GUI设计

7.5交互功能开发

7.5.1开发步骤

7.5.2模型与动画的导入与贴图优化

7.5.3主要交互功能开发

7.5.4特效设计

7.6互动程序发布

本章小结

思考题

实践题

第8章虚拟现实应用与展望

8.1VR应用领域综述

8.1.1军事应用

8.1.2飞行、驾驶和采矿训练

8.1.3医学、心理学应用

8.1.4教育应用

8.1.5虚拟旅游

8.1.6虚拟现实在交互展示和交互模拟领域的应用

8.1.7虚拟现实在艺术和娱乐领域里的应用

8.1.8科学研究

8.1.9利用VR进行设计

8.2VR应用展望

本章小结

思考题

参考文献

参考网站

本书是一本关于虚拟现实的基本概念、设计方法和应用开发的专业教材。虚拟现实的应用领域非常广泛，包括军事、医疗、培训、艺术、设计、娱乐等各个领域。如何将虚拟现实技术与具体的设计领域结合，应该遵循怎样的设计思路和方法是本书所要探讨的核心问题。从某种程度来说，本书是当前国内为数不多的探讨如何将虚拟现实与设计结合的专门书籍。本书共分为8章，包括虚拟现实简介、虚拟现实系统的硬件设备、虚拟现实系统设计要素、虚拟现实开发工具综述、Quest3D应用基础、虚拟古迹复原开发实例、数字城市仿真开发实例、虚拟现实应用与展望。本书内容丰富，条理清楚，图文并茂，理论与应用并重，具有较强的针对性，适合作为数字媒体艺术及相关专业的课程教材和专业课讲义。本书中有关实例的素材文件可从出版社网站下载，以便使读者更好地学习相关知识。本书的目标是在兼顾虚拟现实的基本知识和体系结构的前提下，把虚拟现实在设计领域里的设计要素、设计方法介绍给读者，是一本关于虚拟现实设计与开发的专业教材，可供大专院校数字媒体艺术、新媒体、动画设计、游戏娱乐设计以及其他相关专业的本科生和研究生学习使用，也可供相关行业的从业人士参考。

有关实例的素材文件可从出版社网站下载，以便使读者更好地学习相关知识。《21世纪高等学校数字媒体专业规划教材:虚拟现实应用系统设计与开发》的目标是在兼顾虚拟现实的基本知识和体系结构的前提下，把虚拟现实在设计领域里的设计要素、设计方法介绍给读者，是一本关于虚拟现实设计与开发的专业教材，可供大专院校数字媒体艺术、新媒体、动画设计、游戏娱乐设计以及其他相关专业的本科生和研究生学习使用，也可供相关行业的从业人士参考。