虚拟现实技术

第1章 虚拟现实技术概论.

1.1 虚拟现实技术的发展史

1.2 虚拟现实技术的概念

1.3 虚拟现实技术的特征

1.4 虚拟现实系统的分类

1.4.1 桌面式VR系统

1.4.2 沉浸式VR系统

1.4.3 增强式VR系统

1.4.4 分布式VR系统

1.5 虚拟现实技术的应用领域

1.5.1 教育与训练

1.5.2 设计与规划

1.5.3 科学计算可视化

1.5.4 商业领域

1.5.5 艺术与娱乐

1.6 虚拟现实技术的研究现状

1.6.1 国外的研究现状

1.6.2 国内的研究现状

思考题

第2章 虚拟现实系统的硬件设备

2.1 跟踪定位设备

2.1.1 电磁波跟踪器

2.1.2 超声波跟踪器

2.1.3 光学跟踪器

2.1.4 其他类型跟踪器

2.1.5 跟踪传感设备的性能比较

2.2 立体显示设备

2.2.1 固定式立体显示设备

2.2.2 头盔显示器

2.2.3 手持式立体显示设备

2.3 手部数据交互设备

2.3.1 数据手套

2.3.2 空间球

2.3.3 三维浮动鼠标器

2.4 虚拟声音输出设备

2.4.1 固定式声音设备

2.4.2 耳机式声音设备

2.5 其他交互设备

2.5.1 触觉和力反馈设备

2.5.2 数据衣

2.5.3 三维扫描仪

2.6 虚拟现实硬件系统的集成

思考题

第3章 虚拟现实的相关技术及软件

3.1 三维建模技术及软件

3.1.1 几何建模技术

3.1.2 行为建模技术

3.1.3 虚拟现实的建模软件

3.2 视觉实时动态绘制技术

3.2.1 实时动态绘制技术的基本原理

3.2.2 基于图形的实时动态绘制技术

3.2.3 基于图像的实时动态绘制技术

3.3 三维虚拟声音技术

3.3.1 三维虚拟声音的特征

3.3.2 头部相关传递函数

3.3.3 语音合成技术

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 眼动跟踪技术

3.5 物理仿真技术

3.6 三维全景技术

3.6.1 三维全景技术的基本概念

3.6.2 三维全景图的制作技术

3.7 虚拟现实开发软件工具集

思考题

第4章 虚拟现实建模语言VRML

4.1 VRML概述

4.1.1 VRML的发展历程

4.1.2 VRML的特点

4.1.3 VRML编辑器

4.1.4 VRML浏览器

4.2 VRML的语法基础

4.2.1 VRML的组成要素

4.2.2 VRML的文件结构..

4.2.3 VRML的空间计量

4.3 VRML的空间造型

4.3.1 基本造型

4.3.2 空间变换

4.3.3 文本造型

4.3.4 复杂造型

4.4 VRML的场景效果

4.4.1 纹理映射

4.4.2 声音技术

4.4.3 光照效果

4.4.4 其他效果

4.5 VRML的动态交互

4.5.1 动画设计

4.5.2 传感器交互

4.5.3 脚本设计

思考题

第5章 虚拟现实建模工具3dsMax

5.1 3dsMax的基础知识

5.1.1 系统需求

5.1.2 3dsMax的用户界面

5.1.3 3dsMax的文件操作

5.2 几何体建模

5.2.1 创建三维几何体模型

5.2.2 三维物体的修改编辑

5.3 二维图形建模

5.3.1 创建和编辑二维图形

5.3.2 使用二维图形建立三维物体

5.4 高级造型技巧

5.4.1 放样及放样变形

5.4.2 NURBS曲面造型

5.5 材质与贴图

5.5.1 材质编辑器

5.5.2 复合材质与贴图

5.6 灯光与环境

5.6.1 灯光的运用

5.6.2 雾的运用

5.7 三维动画制作

5.7.1 参数动画

5.7.2 动画控制器

5.7.3 摄像机动画

5.8 3dsMax与VRML

5.8.1 将3dsMax的场景导出到VRML

5.8.2 在3dsMax中插入VRML节点

5.8.3 3dsMax与VRML的结合

思考题

第6章 虚拟现实制作工具Cult3D

6.1 Cult3D基础知识

6.1.1 Cult3D软件组成与设计流程

6.1.2 Cult3D系统需求

6.1.3 Cult3D下载安装

6.2 Cult3DExporter导出器

6.2.1 Cult3D支持的模型属性

6.2.2 三维模型导出实例

6.3 Cult3DDesigner设计器

6.3.1 界面组成

6.3.2 基本交互功能设计

6.3.3 其他交互功能实例

6.4 Cult3DViewer演示器与发布作品

6.4.1 Cult3D作品应用于网络

6.4.2 Cult3D作品应用于MicrosoftPowerPoint

6.4.3 Cult3D作品应用于AdobeAcrobat

思考题

第7章 综合实例制作

7.1 虚拟办公室

7.1.1 设计思想

7.1.2 系统开发环境

7.1.3 系统功能设计

7.1.4 系统的程序设计与实现

7.2 虚拟画廊

7.2.1 制作模型与材质

7.2.2 建立灯光系统

7.2.3 创建摄像机及其浏览动画

7.3 虚拟交互式漫游

7.3.1 整理画廊场景模型

7.3.2 导出画廊场景文件

7.3.3 虚拟交互式漫游设计

7.3.4 发布“画廊虚拟漫游”作品

思考题

参考文献

本书共7章，内容包括虚拟现实技术概论、虚拟现实系统的硬件设备、虚拟现实的相关技术及软件、虚拟现实建模语言VRML、虚拟现实建模工具3ds Max、虚拟现实制作工具Cult3D以及综合实例制作。本书具有面向实践、重在应用的特点，在阐述虚拟现实技术理论知识的基础上，着重介绍具有代表性的虚拟现实相关软件的使用方法，以大量的典型实例贯穿其中，使读者能够在较短的时间里由浅入深地了解、认识和掌握虚拟现实技术，并具备运用VR开发工具制作三维交互、效果逼真的虚拟现实场景的能力。同时，本书配有各章习题，且电子教案、使用的素材文件及实例程序代码均可以从清华大学出版社网站http://www.tup.com.cn下载使用。本书适合作为高等院校计算机及电子信息类专业学生的教材，对于从事虚拟现实技术的行业、企业工程技术人员以及虚拟现实技术爱好者也具有一定的参考价值。

突出实用特点，采用典型案例分析的方法进行编写，将虚拟现实的技术理论与实际应用相结合，在内容取舍、文字描述、习题选择方面均以面向实践、重在应用、便于教学组织为原则，便读者能够遵循指导，由浅入深地了解、认识、掌握虚拟现实技术，并能具备运用VR开发工具制作三维交互、效果逼真的虚拟现实场景的能力。同时，《虚拟现实技术》各章配有习题，使用的素材文件及实例程序代码均可以从清华大学出版社网站下载使用。