目录
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第1章概述
1.1基本概念
1.1.1什么是虚拟现实
1.1.2虚拟现实系统分类
1.2发展历史与趋势
1.3应用领域
习题
第2章数学基础
2.1坐标系、矢量与矩阵
2.1.1坐标系
2.1.2向量与向量运算
2.1.3矩阵与矩阵运算
2.2空间旋转变换表示与计算
2.2.1旋转矩阵
2.2.2欧拉角
2.2.3旋转轴旋转角表示
2.2.4四元数
2.2.5旋转表示形式之间的转换
2.3坐标系的转换
2.3.1齐次坐标系与齐次变换矩阵
2.3.2右手坐标系与左手坐标系之间的转换
2.3.3局部坐标系向世界坐标系的转换
2.3.4世界坐标系向相机坐标系的转换
2.3.5相机坐标系向屏幕坐标系的转换
习题
第3章感知基础
3.1感知原理
3.2视觉
3.2.1视觉的生理机制
3.2.2人眼的视觉暂留现象
3.2.3眼球运动
3.2.4深度感知与立体视觉
3.2.5颜色感知
3.3听觉
3.3.1听觉的生理机制
3.3.2虚拟环境中的听觉内容设计
3.3.3听觉定位与立体声
3.4体觉
3.4.1触觉和力觉
3.4.2本体感觉
习题
第4章硬件基础
4.1输入设备
4.1.1Kinect
4.1.2HTC VIVE定位设备
4.1.3超宽带无线定位设备
4.1.4惯性测量单元
4.1.5手势输入设备
4.2输出设备
4.2.1立体显示设备
4.2.2动感平台
习题
第5章编程基础
5.1Unity3D编程基础
5.1.1Unity3D简介
5.1.2Unity3D集成开发界面基本操作
5.1.3动画角色控制
5.1.4虚拟相机设置
5.1.5Unity3D中函数体的执行顺序
5.2投影式VR系统开发环境
5.2.1视差与立体显示效果的关系
5.2.2渲染立体图像
5.2.3播放立体视频
5.3HTC VIVE开发环境
5.3.1环境配置
5.3.2HTC VIVE头盔
5.3.3HTC VIVE手柄交互
5.4HoloLens开发环境
5.4.1环境配置
5.4.2开发实例
5.4.3交互实现
习题
第6章建模基础
6.13D模型基础知识
6.1.13D模型的组成
6.1.2建模的主要方法
6.2Maya建模客机实例
6.3无人机建模实例
习题
第7章VR全景视频播放系统
7.1VR视频录制
7.2VR视频播放系统
习题
第8章头盔式VR系统
8.1基于HTC VIVE的VR系统
8.1.1系统设计
8.1.2系统实现
8.2基于智能手机的VR系统
8.2.1系统设计
8.2.2系统实现
习题
第9章投影式VR系统
9.1虚拟射击影院系统
9.1.1系统设计
9.1.2系统实现
9.2基于双画的虚拟网球游戏系统
9.3房间式互动投影系统
9.3.1系统设计
9.3.2系统实现
9.4360°全景球幕播放系统
9.4.1系统设计
9.4.2系统实现
习题
第10章混合现实系统
10.1基于HoloLens的计算机动画课程教学系统
10.1.1系统设计
10.1.2系统实现
10.2基于鱼缸的混合现实教学系统
10.2.1系统设计
10.2.2系统实现
习题
第11章全息视频播放系统
11.1全息摄影与全息投影技术
11.1.1全息摄影
11.1.2全息投影
11.2全息投影视频制作
11.2.1视频内容设计
11.2.2三维模型制作
11.2.3三维动画制作
11.2.4灯光与渲染
11.2.5特效制作
11.2.6后期剪辑与输出
11.2.7Unity3D设置视频输出及控制视频播放方法
11.3Unity3D实时渲染输出
习题
第12章VR系统评估
12.1VR系统评估的主要内容
12.1.1可用性评估
12.1.2用户体验评估
12.1.3常见的用户体验测量数据类型和采集方法
12.2VR系统评估测试的实施
12.2.1伦理问题
12.2.2基本流程
12.2.3被试选择
12.2.4研究设计
12.2.5实验环境和材料的准备
12.2.6数据分析和呈现
12.2.7讨论
12.3VR系统测试案例
12.3.1案例1: 基于虚拟迷宫系统的测试
12.3.2案例2: 基于虚拟射击影院系统的测试
12.3.3案例3: 三类3D显示技术的比较研究
习题
附录A旋转轴旋转角与旋转矩阵之间的转换推导
附录B四元数旋转公式的推导与理解
附录C立体显示投影矩阵推导
参考文献