虛擬現(xiàn)實技術及應用

目錄
第1章 虛擬現(xiàn)實技術概述 / 1
1.1? 虛擬現(xiàn)實技術定義 / 1
1.1.1　什么是虛擬現(xiàn)實技術 / 1
1.1.2　四要素 / 1
1.2　VR 系統(tǒng) / 3
1.2.1　I/O 設備 / 3
1.2.2　VR 引擎 / 3
1.2.3　應用軟件和數(shù)據(jù)庫 / 4
1.3　VR 技術類別 / 5
1.3.1　桌面 VR 技術 / 5
1.3.2　沉浸式 VR 技術 / 5
1.3.3　增強現(xiàn)實技術 / 5
1.3.4　分布式 VR 技術 / 6
1.4　VR 技術設備 / 6
1.4.1　設備分類 / 6
1.4.2　典型設備 / 7
1.5　VR 技術的應用 / 8
習題 / 11
第2章 3D 數(shù)學基礎 / 12
2.1　3D 坐標系 / 12
2.1.1　世界坐標（World Space） / 12
2.1.2　屏幕坐標（Screen Space） / 12
2.1.3　視口坐標（ViewPort Space） / 13
2.2　向量 / 13
2.2.1　向量的加法和減法 / 13
2.2.2　向量的點乘 / 14
2.2.3　向量的叉乘 / 14
2.3　矩陣運算 / 15
2.3.1　矩陣的定義 / 15
2.3.2　矩陣變換 / 16
2.4　四元數(shù)和歐拉角 / 17
2.4.1　四元數(shù) / 17
2.4.2　歐拉角 / 18
2.5　3D 幾何變換 / 19
2.5.1　平移變換 / 19
2.5.2　縮放變換 / 20
2.5.3　旋轉(zhuǎn)變換 / 20
2.5.4　三維組合變換 / 21
2.6　 投影變換 / 23
2.6.1　正交投影 / 23
2.6.2　透視投影 / 24
習題 / 27
第3章 3ds Max 建模工具 / 28
3.1　3ds Max 軟件簡介 / 28
3.2　3ds Max 的操作流程和工作特性 / 28
3.2.1　操作流程 / 28
3.2.2　3ds Max 的界面 / 29
3.2.3　對象選擇方式和顯示狀態(tài) / 33
3.3　三維建模 / 35
3.3.1　基礎建模（基本體） / 35
3.3.2　案例——小推車建模 / 36
3.3.3　高級建模 / 40
3.3.4　案例——多邊形建模（鏈錘） / 46
3.3.5　案例——樣條線建模（花瓶） / 49
3.4　材質(zhì)與貼圖 / 51
3.4.1　基礎材質(zhì) / 51
3.4.2　UVW 貼圖修改器 / 54
3.4.3　案例——制作書 / 56
3.5　燈光與攝像機 / 62
3.5.1　燈光 / 62
3.5.2　攝像機 / 64
3.6? 動畫 / 64
3.7　案例——烘焙茶壺 / 66
3.8　案例——古場景建模 / 71
習題 / 83
第4章Web3D 技術 / 84
4.1　Web3D 技術概述 / 84
4.1.1　Web3D 的發(fā)展和特點 / 84
4.1.2　Web3D 網(wǎng)絡資源平臺 / 86
4.1.3　Web3D 的應用領域 / 87
4.1.4　常用模型的文件格式 / 88
4.1.5　Web3D 應用系統(tǒng)開發(fā)流程 / 88
4.2　可拓展語言 VRML/X3D/X3Dom / 90
4.2.1　VRML/X3D/X3Dom 概述 / 90
4.2.2　X3D 語法結(jié)構 / 90
4.2.3　X3D 的數(shù)據(jù)類型 / 93
4.2.4　X3D 基本節(jié)點 / 94
4.2.5　X3D 交互節(jié)點 / 97
4.2.6　X3Dom 的實現(xiàn) / 100
4.3　HTML5 與 WebGL 技術 / 108
4.3.1　HTML5 的內(nèi)容畫布 Canvas / 108
4.3.2　WebGL 概述 / 109
4.3.3　WebGL 編程 / 110
4.3.4　Three.js 框架 / 114
4.4　WebXR 技術 / 117
4.4.1　WebXR 規(guī)范 / 117
4.4.2　A-Frame 框架 / 118
4.5　Web3D 應用 / 126
4.5.1　案例——X3Dom 墻紙更換系統(tǒng)開發(fā) / 126
4.5.2　案例——A-Frame 的項目開發(fā) / 128
習題 / 131
第5章 Unity3D / 133
5.1　Unity3D 概述 / 133
5.1.1　Unity3D 安裝 / 133
5.1.2　Unity3D 主界面 / 134
5.2　Unity3D 項目開發(fā) / 138
5.2.1　新建項目 / 138
5.2.2　添加 3D 模型 / 139
5.2.3　添加燈光 / 141
5.2.4　GUI 設計 / 142
5.2.5　交互控制腳本 / 143
5.2.6　發(fā)布 / 144
5.3　地形地貌場景創(chuàng)建 / 146
5.3.1　地形引擎 / 146
5.3.2　利用高度圖生成地形圖 / 151
5.4　腳本入門 / 151
5.4.1　C# 基本語法 / 151
5.4.2　腳本的常用方法 / 153
5.4.3　鍵盤、鼠標和觸屏的輸入 / 160
5.4.4　事件系統(tǒng)與 UGUI / 163
5.5　動畫 / 173
5.5.1　Animation / 173
5.5.2　門動畫的創(chuàng)建與制作 / 174
5.5.3　Mecanim 動畫系統(tǒng)簡介 / 175
5.5.4　案例——Mecanim 人物動畫系統(tǒng) / 177
5.5.5　案例——Mecanim 動物動畫系統(tǒng) / 183
5.6　案例——場景漫游 / 187
5.6.1　場景和角色導入 / 187
5.6.2　烘焙場景 / 188
5.6.3　自動尋路 / 188
5.6.4　粒子效果 / 192
5.6.5　UGUI / 195
5.6.6　撿拾物品 / 197
5.7　案例——VR 游戲開發(fā) / 200
5.7.1　VR 游戲開發(fā)流程 / 200
5.7.2　VR 游戲開發(fā)的條件 / 201
5.7.3　將頭戴式設備連接到計算機 / 202
5.7.4　啟動 HTC Vive 系統(tǒng) / 202
5.7.5　在 Unity3D 中使用 VR 設備 / 204
習題 / 207
第6章 Unreal Engine / 208
6.1　快速入門 / 208
6.1.1　軟件下載與安裝 / 208
6.1.2　案例——“Hello world” / 210
6.2　案例——關卡設計 / 211
6.2.1　創(chuàng)建新項目 / 211
6.2.2　導航視口 / 212
6.2.3　創(chuàng)建一個新關卡 / 214
6.2.4　放置 Actor / 214
6.2.5　編輯已放置的 Actor / 216
6.2.6　執(zhí)行構建過程 / 217
6.3　材質(zhì)創(chuàng)建及編輯 / 217
6.3.1　基礎設置 / 217
6.3.2　創(chuàng)建材質(zhì) / 220
6.3.3　編輯材質(zhì) / 220
6.3.4　為靜態(tài)網(wǎng)格物體指定材質(zhì) / 223
6.4　創(chuàng)建 C 類 / 223
6.4.1　的項目設置 / 224
6.4.2　創(chuàng)建 C 類 / 224
6.4.3　寫入并編譯 C 代碼 / 225
6.4.4　測試代碼 / 227
6.5　案例——人稱射擊游戲 / 227
6.5.1　設置項目 / 228
6.5.2　實現(xiàn)角色 / 232
6.5.3　實現(xiàn)發(fā)射物 / 246
6.5.4　添加角色動畫 / 265
習題 / 277
第7章 增強現(xiàn)實技術 / 279
7.1　增強現(xiàn)實技術概述 / 279
7.1.1　增強現(xiàn)實技術發(fā)展 / 280
7.1.2　增強現(xiàn)實技術在各領域的應用 / 280
7.1.3　常用開發(fā)工具 / 281
7.2　Vuforia SDK 開發(fā)基礎 / 283
7.2.1　Vuforia SDK 開發(fā)環(huán)境 / 283
7.2.2　下載 Vuforia 6 SDK / 283
7.2.3　建立增強現(xiàn)實工程 / 286
7.3　案例——Vuforia 虛擬按鈕 / 288
習題 / 292
參考文獻 / 294