虚拟现实技术基础电子书

前言

第1章 虚拟现实技术概述

1.1 虚拟现实的发展

1.1.1 虚拟现实的起源与发展历史

1.1.2 虚拟现实的当下研究热点与产业生态

1.1.3 虚拟现实的技术瓶颈与未来发展趋势

1.2 虚拟现实的定义

1.2.1 虚拟现实的概念

1.2.2 虚拟现实的基本特征

1.2.3 虚拟现实系统的基本构成

1.3 虚拟现实的分类

1.3.1 桌面式虚拟现实系统

1.3.2 沉浸式虚拟现实系统

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 虚拟现实的应用领域

1.4.1 教育/培训领域

1.4.2 医疗领域

1.4.3 传媒/社交/娱乐领域

1.4.4 工业领域

1.4.5 农业领域

1.4.6 旅游领域

1.4.7 城市规划/房产领域

1.4.8 电商领域

1.4.9 军事领域

1.4.10 航空航天领域

1.5 本章小结

参考文献

思考题

第2章 虚拟现实系统构成

2.1 虚拟环境

2.1.1 虚拟环境搭建软件

2.1.2 虚拟环境处理硬件

2.2 视觉系统

2.2.1 固定式VR显示器

2.2.2 CAVE立体显示装置

2.2.3 头戴式VR显示器

2.2.4 手持式VR显示器

2.2.5 视网膜投影设备

2.2.6 分时显示设备

2.2.7 全息投影设备

2.3 听觉系统

2.3.1 固定式音频设备

2.3.2 耳机式音频设备

2.3.3 三维立体声设备

2.4 反馈系统

2.4.1 触觉传感器

2.4.2 嗅觉传感器

2.4.3 味觉传感器

2.4.4 力觉传感器

2.5 跟踪系统

2.5.1 机械跟踪器

2.5.2 惯性跟踪器

2.5.3 光学跟踪器

2.5.4 电磁跟踪器

2.5.5 超声波跟踪器

2.6 交互系统

2.6.1 语言交互设备

2.6.2 动作交互设备

2.6.3 肌肉及神经交互设备

2.6.4 意念控制设备

2.7 本章小结

参考文献

思考题

第3章 虚拟现实硬件设备

3.1 PC连接类设备

3.1.1 HTC Vive

3.1.2 Oculus Rift

3.1.3 Valve Index

3.1.4 Pimax

3.1.5 HUAWEI VR眼镜

3.1.6 HP Reverb G2 Omnicept

3.1.7 arpara 5K VR

3.1.8 PlayStation VR

3.2 头戴式一体机

3.2.1 Oculus Quest

3.2.2 Vive Focus

3.2.3 HTC Vive Flow

3.2.4 Pico

3.2.5 NOLO Sonic

3.2.6 DP VR

3.2.7 MI VR

3.2.8 Skyworth VR

3.2.9 iQUT

3.2.10 arpara AIO VR

3.3 移动端眼镜

3.3.1 千幻魔镜

3.3.2 爱奇艺VR小阅悦

3.3.3 Google Cardboard

3.3.4 三星Gear VR

3.3.5 UGP VR

3.3.6 小宅VR

3.3.7 索尼Xperia View

3.4 体感设备

3.4.1 体感器

3.4.2 三维鼠标

3.4.3 数据手套

3.4.4 数据衣

3.4.5 VR跑步机

3.4.6 VR手势识别设备

3.4.7 眼部追踪设备

3.5 本章小结

参考文献

思考题

第4章 虚拟现实关键技术

4.1 虚拟环境建模技术

4.1.1 几何建模技术

4.1.2 纹理映射建模技术

4.1.3 物理建模技术

4.1.4 行为建模技术

4.2 实时场景生成与优化技术

4.2.1 真实感光照计算

4.2.2 基于几何的实时绘制技术

4.3 立体显示技术

4.3.1 立体视觉的形成原理

4.3.2 立体视觉的生成与再造

4.4 虚拟音效技术

4.4.1 虚拟声音形成的原理

4.4.2 虚拟声音的特征

4.4.3 语音识别技术

4.4.4 虚拟声音的合成

4.5 捕捉识别技术

4.5.1 面部表情识别技术

4.5.2 眼动识别技术

4.5.3 唇语识别技术

4.5.4 手势识别技术

4.5.5 体感反馈技术

4.6 跟踪定位技术

4.6.1 超声波跟踪定位技术

4.6.2 电磁式跟踪定位技术

4.6.3 光学式跟踪定位技术

4.6.4 无线射频识别技术

4.6.5 其他定位技术

4.7 新一代人机交互技术

4.7.1 语义识别技术

4.7.2 脑机接口技术

4.7.3 用户建模技术

4.7.4 心理分析技术

4.8 数据传输技术

4.8.1 5G通信技术

4.8.2 蓝牙传输技术

4.8.3 Wi-Fi传输技术

参考文献

思考题

第5章 虚拟现实项目开发流程

5.1 虚拟现实项目开发概述

5.2 虚拟现实项目设计

5.2.1 虚拟现实项目及系统类型

5.2.2 流程设计及团队分工

5.2.3 设计目标和原则

5.3 虚拟现实项目开发

5.3.1 项目开发流程

5.3.2 开发团队角色

5.3.3 虚拟现实内容制作方式

5.3.4 交互功能开发

5.3.5 项目开发的重难点问题

5.4 虚拟现实项目测试

5.4.1 测试标准

5.4.2 基本要求

5.4.3 测试方法

5.5 开发建议

5.6 本章小结

参考文献

思考题

第6章 虚拟现实开发工具

6.1 策划工具

6.1.1 Axure RP与MockingBot

6.1.2 MindMaster与XMind

6.1.3 Machinations

6.2 程序开发工具

6.2.1 Visual Studio

6.2.2 Xcode

6.3 美术开发工具

6.3.1 Photoshop与Illustrator

6.3.2 Premiere与After Effects

6.3.3 3ds Max与MAYA

6.3.4 Substance Painter与Substance Designer

6.3.5 UVLayout与Unfold3D

6.3.6 ZBrush

6.3.7 Blender

6.3.8 Houdini

6.4 音乐及音效处理工具

6.4.1 Audition

6.4.2 Virtual DJ

参考文献

思考题

第7章 虚拟现实开发平台

7.1 Unity 3D

7.1.1 Unity 3D的发展历史

7.1.2 Unity 3D的核心功能概述

7.1.3 Unity 3D的虚拟现实支持

7.2 虚幻引擎

7.2.1 虚幻引擎的发展历史

7.2.2 虚幻引擎的核心功能概述

7.2.3 虚幻引擎的虚拟现实支持

7.3 CRYENGINE

7.3.1 CRYENGINE的发展历史

7.3.2 CRYENGINE的核心功能概述

7.3.3 CRYENGINE的虚拟现实支持

思考题

第8章 虚拟现实技术扩展

8.1 增强现实技术

8.1.1 增强现实的定义

8.1.2 增强现实与虚拟现实

8.1.3 增强现实的应用领域

8.2 混合现实技术

8.2.1 混合现实的定义

8.2.2 混合现实与虚拟现实

8.2.3 混合现实的应用领域

8.3 全息投影技术

8.3.1 全息投影技术的定义

8.3.2 全息投影技术的应用领域

8.4 扩展现实技术

8.4.1 扩展现实技术的定义

8.4.2 扩展现实技术的应用领域

8.5 本章小结

参考文献

思考题

第9章 虚拟现实开发案例

9.1 项目准备

9.1.1 Unity 3D引擎

9.1.2 外部硬件配置

9.1.3 SteamVR插件的获取

9.2 SteamVR插件的具体操作

9.2.1 Skeleton

9.2.2 SteamVR输入

9.2.3 绑定UI

9.2.4 使用动作

9.3 交互系统

9.3.1 玩家与移动

9.3.2 简单物体交互

9.3.3 特殊物体交互

9.4 校史馆系统设计与实现案例

9.4.1 系统分析

9.4.2 系统设计

9.4.3 系统实现

9.5 本章小结

参考文献

思考题