前　　言

近年来，随着大数据、人工智能、云计算、5G等技术的辅助加持，虚拟现实技术进入高速发展阶段。虚拟现实技术是新一代信息技术的重要前沿方向，是数字经济的重大前瞻领域，将深刻改变人类的生产和生活方式。2022年，由工信部、教育部等五部委发布的《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》提出，到2026年，我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)将超过3500亿元。这一目标表明了政府对虚拟现实产业发展战略窗口期的重视，同时也反映出市场对虚拟现实技术的巨大需求和长远预期。

党的二十大报告提出：“推动战略性新兴产业融合集群发展，构建新一代信息技术、人工智能、生物技术、新能源、新材料、高端装备、绿色环保等一批新的增长引擎。”虚拟现实技术作为一门崭新的集成型技术，涵盖计算机软硬件、传感器技术、立体显示技术、仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等，目前已广泛应用于医疗、军事航天、文化、娱乐、工业仿真、文物保护等领域。在医疗领域，虚拟现实技术可以帮助患者进行康复训练，锻炼肌肉和神经系统；在军事航天领域，虚拟现实技术可以用来模拟各种危险环境，让训练者在安全的环境中接受足够的练习；在文化领域，虚拟现实技术可以用来打造各种主题公园、博物馆等场所，游客可以身临其境地感受历史和文化；在娱乐领域，虚拟现实技术能让玩家沉浸于游戏世界之中，充分体验游戏的快乐和刺激。

本书在介绍虚拟现实技术相关知识的基础上，重点介绍了虚拟现实内容开发，详细介绍了相关内容创作工具与开发平台的使用流程与方法，全书共分为8章。

第1章阐述了虚拟现实技术的概念、特征、发展历程，以及虚拟现实技术的应用领域和分类。

第2章介绍了虚拟现实系统的硬件设备，包括建模设备与计算设备、视觉显示设备、声音设备、人机交互设备，还详细介绍了目前市场上的主流VR设备及其功能。

第3章讲解了虚拟现实的技术基础，主要包括立体显示技术、自然交互技术与计算机三维图形技术。

第4章介绍了5种常用的虚拟现实内容制作工具及其基本功能，包括图像3D建模工具、3D全景图生成器、VR世界创造器、 三维城市生成工具、虚拟现实制作工具，探讨这些工具在虚拟环境创作和设计中的应用。

第5章介绍了虚拟现实内容创作平台(虚幻引擎)及其各模块的相关功能，包括蓝图系统、材质系统、光照系统、物理引擎等重点内容。

第6章结合HTC VIVE设备与SteamVR插件，介绍了基于虚幻引擎的VR应用。

第7章讲解了如何在虚幻引擎中完整创建一个虚拟汽车交互系统，包括外部模型的导入、交互功能的编写、灯光视觉设置等。

第8章结合元宇宙的概念，展望了虚拟现实技术的发展及未来，包括元宇宙的构建、数字孪生和数字人的应用与相关技术。

编者在编写本书过程中，参阅了大量书籍、文献资料与互联网资源，在此向所有文献资料作者表示由衷的感谢。同时还要特别感谢苏州大学王国燕教授对本书出版的大力支持，以及苏州大学传媒学院研究生汤秀慧同学的鼎力相助。

虚拟现实技术还在迭代升级中，新的理念与产品设备层出不穷，限于编者水平，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。反馈邮箱：shim@tup.tsinghua.edu.cn。

编者

2023年于苏州