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27

2.5.1 触觉和力反馈设备27

2.5.2 数据衣29

2.5.3 三维扫描仪29

  2.6 虚拟现实硬件系统的集成30

  思考题31

第3章 虚拟现实的相关技术及软件32

  3.1 三维建模技术及软件32

3.1.1 几何建模技术32

3.1.2 行为建模技术33

3.1.3 虚拟现实的建模软件33

  3.2 视觉实时动态绘制技术34

3.2.1 实时动态绘制技术的基本原理34

3.2.2 基于图形的实时动态绘制技术34

3.2.3 基于图像的实时动态绘制技术35

  3.3 三维虚拟声音技术36

3.3.1 三维虚拟声音的特征36

3.3.2 头部相关传递函数36

3.3.3 语音合成技术37

  3.4 人机自然交互技术37

3.4.1 手势识别技术37

3.4.2 面部表情识别技术38

3.4.3 眼动跟踪技术40

  3.5 物理仿真技术41

  3.6 三维全景技术42

3.6.1 三维全景技术的基本概念42

3.6.2 三维全景图的制作技术43

  3.7 虚拟现实开发软件工具集43

  思考题45

第4章 虚拟现实建模语言VRML47

  4.1 VRML概述47

4.1.1 VRML的发展历程47

4.1.2 VRML的特点48

4.1.3 VRML编辑器49

4.1.4 VRML浏览器50

  4.2 VRML的语法基础53

4.2.1 VRML的组成要素53

4.2.2 VRML的文件结构55

4.2.3 VRML的空间计量56

  4.3 VRML的空间造型57

4.3.1 基本造型57

4.3.2 空间变换58

4.3.3 文本造型60

4.3.4 复杂造型62

  4.4 VRML的场景效果64

4.4.1 纹理映射64

4.4.2 声音技术66

4.4.3 光照效果67

4.4.4 其他效果69

  4.5 VRML的动态交互71

4.5.1 动画设计71

4.5.2 传感器交互74

4.5.3 脚本设计76

  思考题80

第5章 虚拟现实建模工具3ds Max81

  5.1 3ds Max的基础知识81

5.1.1 系统需求81

5.1.2 3ds Max的用户界面82

5.1.3 3ds Max的文件操作85

  5.2 几何体建模87

5.2.1 创建三维几何体模型87

5.2.2 三维物体的修改编辑90

  5.3 二维图形建模94

5.3.1 创建和编辑二维图形94

5.3.2 使用二维图形建立三维物体95

  5.4 高级造型技巧101

5.4.1 放样及放样变形101

5.4.2 NURBS曲面造型104

  5.5 材质与贴图107

5.5.1 材质编辑器108

5.5.2 复合材质与贴图110

  5.6 灯光与环境114

5.6.1 灯光的运用114

5.6.2 雾的运用117

  5.7 三维动画制作119

5.7.1 参数动画120

5.7.2 动画控制器121

5.7.3 摄像机动画122

  5.8 3ds Max与VRML124

5.8.1 将3ds Max的场景导出到VRML124

5.8.2 在3ds Max中插入VRML节点127

5.8.3 3ds Max与VRML的结合129

  思考题130

第6章 虚拟现实制作工具Cult3D132

  6.1 Cult3D基础知识132

6.1.1 Cult3D软件组成与设计流程132

6.1.2 Cult3D系统需求133

6.1.3 Cult3D下载安装134

  6.2 Cult3D Exporter导出器138

6.2.1 Cult3D支持的模型属性138

6.2.2 三维模型导出实例139

  6.3 Cult3D Designer设计器144

6.3.1 界面组成144

6.3.2 基本交互功能设计147

6.3.3 其他交互功能实例156

  6.4 Cult3D Viewer演示器与发布作品165

6.4.1 Cult3D作品应用于网络165

6.4.2 Cult3D作品应用于Microsoft PowerPoint168

6.4.3 Cult3D作品应用于Adobe Acrobat170

  思考题172

第7章 综合实例制作173

  7.1 虚拟办公室173

7.1.1 设计思想173

7.1.2 系统开发环境174

7.1.3 系统功能设计174

7.1.4 系统的程序设计与实现177

  7.2 虚拟画廊183

7.2.1 制作模型与材质183

7.2.2 建立灯光系统186

7.2.3 创建摄像机及其浏览动画188

  7.3 虚拟交互式漫游190

7.3.1 整理画廊场景模型190

7.3.2 导出画廊场景文件192

7.3.3 虚拟交互式漫游设计194

7.3.4 发布“画廊虚拟漫游”作品202

  思考题202

参考文献203