虛擬現實應用系統設計與開發（簡體書）

這本《21世紀高等學校數字媒體專業規劃教材：虛擬現實應用系統設計與開發》是一本關于虛擬現實的基本概念、設計方法和應用開發的專業教材。虛擬現實的應用領域非常廣泛，包括軍事、醫療、培訓、藝術、設計、娛樂等各個領域。如何將虛擬現實技術與具體的設計領域結合，應該遵循怎樣的設計思路和方法是本書所要探討的核心問題。從某種程度來說，《21世紀高等學校數字媒體專業規劃教材：虛擬現實應用系統設計與開發》是當前國內為數不多的探討如何將虛擬現實與設計結合的專門書籍。本書共分為8章，包括虛擬現實簡介、虛擬現實系統的硬件設備、虛擬現實系統設計要素、虛擬現實開發工具綜述、Quest3D應用基礎、虛擬古跡復原開發實例、數字城市仿真開發實例、虛擬現實應用與展望。本書內容豐富，條理清楚，圖文并茂，理論與應用并重，具有較強的針對性，適合作為數字媒體藝術及相關專業的課程教材和專業課講義。
《21世紀高等學校數字媒體專業規劃教材：虛擬現實應用系統設計與開發》中有關實例的素材文件可從出版社網站下載，以便使讀者更好地學習相關知識。本書的目標是在兼顧虛擬現實的基本知識和體系結構的前提下，把虛擬現實在設計領域里的設計要素、設計方法介紹給讀者，是一本關于虛擬現實設計與開發的專業教材，可供大專院校數字媒體藝術、新媒體、動畫設計、游戲娛樂設計以及其他相關專業的本科生和研究生學習使用，也可供相關行業的從業人士參考。

虛擬現實的應用領域極廣，包括軍事、醫療、培訓、藝術、設計、娛樂等各個領域；而且虛擬現實技術本身也是涉及計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術以及傳感技術等多個領域的交叉學科。由于其交叉學科的特點和應用領域的復雜性，因此介紹虛擬現實知識是一件比較困難的事情。全面的介紹很難專精，專精的介紹則很難全面。這本《虛擬現實應用系統設計與開發》由高飛編著，現有的大多數書籍是從計算機科學角度或者軟件開發角度介紹虛擬現實的，《21世紀高等學校數字媒體專業規劃教材：虛擬現實應用系統設計與開發》則試圖在兼顧虛擬現實的基本知識和體系結構的前提下，把虛擬現實在設計領域里的設計要素、設計方法介紹給讀者。從某種程度來說，本書是國內為數不多的探討如何將VR與設計結合的專門書籍。

第1章 虛擬現實簡介
1.1 什么叫虛擬現實
1.1.1 虛擬現實的由來
1.1.2 虛擬現實的定義
1.1.3 虛擬現實應用領域簡介
1.1.4 虛擬現實系統的系統組成
1.2 虛擬現實系統的三個主要特征
1.2.1 沉浸性
1.2.2 交互性
1.2.3 想象性
1.3 虛擬現實系統的分類
1.3.1 沉浸式虛擬現實系統
1.3.2 桌面式虛擬現實系統
1.3.3 增強式虛擬現實系統
1.3.4 分布式虛擬現實系統
1.4 虛擬現實與其他學科的關系
1.5 人類視、聽、觸、嗅的生理感知基礎
本章小結
思考題

第2章 虛擬現實系統的硬件設備
2.1 虛擬現實系統的輸入接口
2.1.1 VR系統輸入接口基本概念
2.1.2 基于身體跟蹤的輸入設備
2.1.3 基于物理設備跟蹤的輸入設備
2.1.4 語音輸入
2.2 虛擬現實系統的輸出接口
2.2.1 VR系統輸出接口基本概念
2.2.2 VR系統視覺輸出接口
2.2.3 VR系統聽覺輸出接口{
2.2.4 VR系統的觸覺輸出接口
2.2.5 前庭感覺和其他感覺
本章小結
思考題

第3章 虛擬現實系統設計要素...
3.1 應用系統選擇虛擬現實媒體的原因
3.2 虛擬現實系統的一般構成
3.3 虛擬現實系統設計要素
3.3.1 面向使用者的系統設計
3.3.2 虛擬世界的創建
3.3.3 軟件接口的設計
3.3.4 硬件接口的設計
3.4 基于網絡的VR系統設計
3.4.1 關于VR技術
3.4.2 基于Web的虛擬現實的局限性
3.4.3 基于WebVR的系統設計
本章小結
思考題

第4章 虛擬現實開發工具綜述
4.1 MultigenVega
4.2 Virtools
4.3 Quest3D
4.4 Unity3D
4.5 VR—Platform
4.6 Cult3D
本章小結
思考題

第5章 Quest3D應用基礎
5.1 Quest3D開發平臺簡介
5.2 使用Quest3D的基本概念
5.2.1 Ques‘t3D界面及功能介紹
5.2.2 Quest3D程序節點執行流程
5.3 Quest3D操作
5.3.1 Quest3D的基礎操作
5.3.2 Quest3D節點連接和使用方法
5.3.3 Quest3D場景的基本結構
5.3.4 Quest3D外部模型物體導人
5.4 Quest3DTemplate應用——簡單漫游場景制作
5.5 Quest3D場景的發布
5.5.1 5種不同類型的發布方式
5.5.2 舉例Executable類型的應用發布
本章小結
思考題
實踐題

第6章 虛擬古跡復原開發實例
6.1 需求分析
6.1.1 虛擬古跡復原的意義和應用現狀
6.1.2 項目開發背景與需求分析
6.2 系統設計
6.2.1 系統設計目標
6.2.2 系統設計原則
6.2.3 三維模型構建
6.2.4 交互功能設計
6.2.5 系統環境設計
6.3 數據采集與數據處理
6.3.1 文字與地理數據信息采集
6.3.2 圖片與視頻信息采集
6.3.3 紋理貼圖采集與處理
6.4 美工設計
6.4.1 建模軟件選擇
6.4.2 模型繪制原則與要求
6.4.3 UV貼圖及烘焙
6.4.4 模型動畫設定
6.4.5 碰撞體的設計
6.4.6 場景模型輸出
6.5 GUI設計與制作
6.6 交互功能開發
6.6.1 開發步驟
6.6.2 模型與動畫的導入與貼圖優化
6.6.3 主要交互功能開發
6.6.4 特效設計
6.7 3D立體顯示效果輸出測試
6.8 互動程序發布
本章小結
思考題
實踐題

第7章 數字城市仿真開發實例
7.1 需求分析
7.1.1 數字城市的應用背景
7.1.2 項目開發背景與需求分析
7.2 系統設計
7.2.1 系統設計目標
7.2.2 系統設計原則
7.2.3 三維模型構建
7.2.4 交互功能設計
7.2.5 系統環境設計
7.3 美工設計
7.3.1 數據采集與數據處理
7.3.2 模型構建流程
7.3.3 動畫設定
7.3.4 模型導出
7.4 GUI設計
7.5 交互功能開發
7.5.1 開發步驟
7.5.2 模型與動畫的導入與貼圖優化
7.5.3 主要交互功能開發
7.5.4 特效設計
7.6 互動程序發布
本章小結
思考題
實踐題

第8章 虛擬現實應用與展望
8.1 VR應用領域綜述
8.1.1 軍事應用
8.1.2 飛行、駕駛和采礦訓練
8.1.3 醫學、心理學應用
8.1.4 教育應用
8.1.5 虛擬旅游
8.1.6 虛擬現實在交互展示和交互模擬領域的應用
8.1.7 虛擬現實在藝術和娛樂領域里的應用
8.1.8 科學研究
8.1.9 利用VR進行設計
8.2 VR應用展望
本章小結
思考題
參考文獻
參考網站