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虚拟现实技术

普通高等教育“十一五”国家级规划教材

作者:申蔚
定价:35
印次:1-8
ISBN:9787302204480
出版日期:2009.08.01
印刷日期:2020.02.26

本书共7章,内容包括虚拟现实技术概论、虚拟现实系统的硬件设备、虚拟现实的相关技术及软件、虚拟现实建模语言VRML、虚拟现实建模工具3ds Max、虚拟现实制作工具Cult3D以及综合实例制作。 本书具有面向实践、重在应用的特点,在阐述虚拟现实技术理论知识的基础上,着重介绍具有代表性的虚拟现实相关软件的使用方法,以大量的典型实例贯穿其中,使读者能够在较短的时间里由浅入深地了解、认识和掌握虚拟现实技术,并具备运用VR开发工具制作三维交互、效果逼真的虚拟现实场景的能力。同时,本书配有各章习题,且电子教案、使用的素材文件及实例程序代码均可以从清华大学出版社网站http://www.tup.com.cn下载使用。 本书适合作为高等院校计算机及电子信息类专业学生的教材,对于从事虚拟现实技术的行业、企业工程技术人员以及虚拟现实技术爱好者也具有一定的参考价值。

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虚拟现实技术(Virtual Reality, VR)是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术。它实时的三维空间表现能力、自然的人机交互式操作环境以及给人带来的身临其境感受,从根本上改变了人与计算机之间枯燥、生硬和被动的交互现状,为人机交互技术开创了新的研究领域。 虚拟现实是一门实用性技术,是一个在当今国际上备受关注的新兴课题。目前,它在教育与训练、设计与规划、科学计算可视化、商业领域以及艺术与娱乐等诸多领域起着越来越重要的作用,而它的应用潜力也必将对整个人类未来生活与发展带来广泛的影响和变革。 本书在介绍虚拟现实技术理论知识的基础上,围绕实际应用着重介绍了3个虚拟现实工具软件的使用方法。全书共分为7章,内容简述如下。 第1章主要介绍VR的发展史、概念、特征、分类,并对其应用领域和国内外研究现状进行了介绍。 第2章主要介绍VR系统硬件设备的功能及其特点,包括跟踪定位设备、立体显示设备、手部数据交互设备、虚拟声音输出设备以及其他交互设备。 第3章主要介绍实现VR系统的相关技术与软件,包括三维建模技术及软件、视觉实时动态绘制技术、三维虚拟声音技术、人机自然交互技术、物理仿真技术、三维全景技术等,并对当今使用较为广泛的VR开发软件工具集进行了简要介绍。 第4章主要介绍VRML这种适用于Internet使用的三维虚拟现实建模语言的发展概况、功能、语法及其浏览和编辑工具。本章通过实例,讲述了利用VRML开发一个交互式虚拟世界的主要设计步骤。 第5章主要介绍当前世界上销量最大的一种VR三维建模软件--3ds Max的功能和使用方法,并通过大量的实例讲解,使读者学会快速创建实例三维虚拟场景和动画的建模方法,并提出了将3ds Max与VRML结合在一起、各取所长的、全面完整的虚拟现实应用系统解决方案。 第6章主要介绍虚拟现实制作工具Cult3D的软件组成与设计流程,通过多个实例叙述了Cult3D基本交互功能设计及发布方法。 第7章将本书主要叙述的3个虚拟现实应用软件结合起来,以综合实例的形式进行介绍。 本书突出实用特点,采用以典型案例分析的方式进行编写,将虚拟现实的技术理论与实际应用相结合,在内容取舍、文字描述、习题选择方面均以面向实践、重在应用、便于教学组织为原则,使读者能够遵循指导,由浅入深地了解、认识、掌握虚拟现实技术,并能具备运用VR开发工具制作三维交互、效果逼真的虚拟现实场景的能力。同时,本书配有各章习题,且电子教案、使用的素材文件及实例程序代码均可以从清华大学出版社网站http://www.tup.com.cn下载使用。 本书主要由申蔚(首都经济贸易大学)和曾文琪(北京联合大学师范学院)编写。其中,第1, 2, 3, 7章为合作编写,第4, 5章由申蔚编写,第6章由曾文琪编写,全书由申蔚校稿。参与写作的人员还有肖媛媛、郝凤涛、罗林、孟庆岩等,同时得到了王利教授的帮助和支持,在此一并表示感谢。 由于虚拟现实技术发展迅速、涉及范围较广,本书未能概全。加之作者水平有限,书中的不足之处敬请广大读者批评指正。 编 者2009年3月

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  • 第1章 虚拟现实技术概论1

      1.1 虚拟现实技术的发展史1

      1.2 虚拟现实技术的概念3

      1.3 虚拟现实技术的特征4

      1.4 虚拟现实系统的分类5

    1.4.1 桌面式VR系统5

    1.4.2 沉浸式VR系统6

    1.4.3 增强式VR系统6

    1.4.4 分布式VR系统7

      1.5 虚拟现实技术的应用领域8

    1.5.1 教育与训练8

    1.5.2 设计与规划10

    1.5.3 科学计算可视化11

    1.5.4 商业领域12

    1.5.5 艺术与娱乐12

      1.6 虚拟现实技术的研究现状13

    1.6.1 国外的研究现状13

    1.6.2 国内的研究现状14

      思考题15

    第2章 虚拟现实系统的硬件设备16

      2.1 跟踪定位设备16

    2.1.1 电磁波跟踪器16

    2.1.2 超声波跟踪器17

    2.1.3 光学跟踪器18

    2.1.4 其他类型跟踪器18

    2.1.5 跟踪传感设备的性能比较19

      2.2 立体显示设备19

    2.2.1 固定式立体显示设备20

    2.2.2 头盔显示器22

    2.2.3 手持式立体显示设备25

      2.3 手部数据交互设备25

    2.3.1 数据手套25

    2.3.2 空间球26

    2.3.3 三维浮动鼠标器26

      2.4 虚拟声音输出设备26

    2.4.1 固定式声音设备27

    2.4.2 耳机式声音设备27

      2.5 其他交互设备...

  •       本书突出实用特点,采用典型案例分析的方式进行编写,将虚拟现实的技术理论与实际应用相结合,在内容取舍、文字描述、习题选择方面均以面向实践、重在应用、便于教学组织为原则,使读者能够遵循指导,由浅入深地了解、认识、掌握虚拟现实技术,并能具备运用VR开发工具制作三维交互、效果逼真的虚拟现实场景的能力。同时,本书各章配有习题,使用的素材文件及实例程序代码均可以从清华大学出版社网站下载使用。

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