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第1章 虚拟现实技术概述1

1.1 虚拟现实的基本概念1

1.1.1 虚拟现实的定义1

1.1.2 虚拟现实的本质特征3

1.1.3 虚拟现实系统的组成4

1.2 虚拟现实系统的分类5

1.2.1 桌面虚拟现实系统5

1.2.2 沉浸式虚拟现实系统6

1.2.3 增强虚拟现实系统8

1.2.4 分布式虚拟现实系统9

1.3 虚拟现实的发展和现状10

1.3.1 虚拟现实的发展历程10

1.3.2 国外虚拟现实技术的研究现状11

1.3.3 国内虚拟现实技术的研究现状13

1.3.4 虚拟现实技术的发展趋势15

1.4 虚拟现实技术的主要应用领域16

1.4.1 军事领域16

1.4.2 医疗领域17

1.4.3 教育领域18

1.4.4 文化艺术领域19

1.4.5 制造业23

1.4.6 商业23

1.5 练习题25

第2章 虚拟现实系统的硬件设备26

2.1 视觉感知设备概述27

2.1.1 人类视觉模型27

2.1.2 视觉感知设备30

2.2 听觉感知设备概述41

2.2.1 人类听觉模型41

2.2.2 听觉感知设备43

2.3 触觉和力反馈设备44

2.3.1 触觉和力反馈模型45

2.3.2 触觉反馈设备45

2.3.3 力反馈设备48

2.4 位置跟踪设备52

2.4.1 位置跟踪设备概述52

2.4.2 机械式位置跟踪设备54

2.4.3 电磁式位置跟踪设备55

2.4.4 超声波位置跟踪设备57

2.4.5 光学式位置跟踪设备58

2.4.6 惯性位置跟踪设备59

2.4.7 混合位置跟踪设备59

2.4.8 常见的三维位置跟踪设备60

2.5 虚拟现实的计算设备66

2.5.1 高性能个人计算机66

2.5.2 高性能图形工作站67

2.5.3 高度并行的计算机69

2.5.4 分布式网络计算机71

2.6 练习题72

第3章 虚拟现实的建模技术73

3.1 对象虚拟73

3.1.1 几何建模74

3.1.2 图像建模77

3.1.3 图像与几何相结合的建模方法80

3.1.4 三维对象的视觉外观82

3.2 物理建模86

3.2.1 分形技术86

3.2.2 粒子系统88

3.2.3 碰撞—响应建模90

3.3 运动建模96

3.3.1 对象位置96

3.3.2 对象层次96

3.3.3 虚拟摄像机97

3.3.4 行人的运动建模技术98

3.4 行为建模100

3.4.1 基于Agent的行为建模100

3.4.2 其他行为建模方法101

3.5 声音建模102

3.5.1 虚拟声音建模103

3.5.2 虚拟声音传播和再现104

3.6 练习题104

第4章 虚拟现实的Web3D技术106

4.1 Web3D技术概述106

4.1.1 Web3D技术的发展106

4.1.2 Web3D技术的特点110

4.1.3 Web3D发展方向及应用前景111

4.2 三维全景技术114

4.2.1 全景技术概述114

4.2.2 全景技术常用设备118

4.2.3 全景作品的制作119

4.3 Cult3D技术123

4.3.1 Cult3D技术概述123

4.3.2 Cult3D窗口介绍125

4.3.3 Cult3D制作流程129

4.3.4 Cult3D应用实例131

4.4 基于Web的其他技术136

4.4.1 Java3D136

4.4.2 Viewpoint140

4.4.3 Atmosphere140

4.4.4 Shout3D141

4.4.5 ShockWave3D143

4.5 练习题146

第5章三 维建模工具3ds Max148

5.1 三维建模工具简介148

5.2 3ds Max的基础知识149

5.2.1 3ds Max的操作界面149

5.2.2 三维标准基本几何体简介152

5.2.3 变换物体154

5.2.4 操作视图156

5.2.5 三维坐标系统的概念159

5.2.6 选择物体的方法160

5.2.7 使用组161

5.2.8 克隆物体162

5.2.9 三个常用工具162

5.3 修改三维几何体164

5.3.1 修改器介绍164

5.3.2 常用对象空间修改器165

5.3.3 “编辑网格”修改器172

5.4 样条曲线建模方法175

5.4.1 创建样条曲线175

5.4.2 样条曲线的可视化177

5.4.3 样条曲线的插值177

5.4.4 样条曲线的基本修改方法178

5.4.5 常用对象空间修改器182

5.4.6 样条曲线的放样183

5.4.7 放样物体的编辑184

5.5 材质与贴图189

5.5.1 材质与贴图的概念189

5.5.2 材质和贴图的类型190

5.5.3 材质编辑器的使用191

5.5.4 标准材质的设置193

5.6 灯光与摄影机198

5.6.1 灯光简介198

5.6.2 灯光的基本参数200

5.6.3 摄影机简介203

5.7 生成动画205

5.7.1 生成动画的基本流程205

5.7.2 小球滚动动画实例206

5.8 综合实例208

5.8.1 演播大厅的制作208

5.8.2 相机模型的制作218

5.9 练习题244

第6章 虚拟现实开发平台EON246

6.1 虚拟现实系统开发平台概述246

6.1.1 虚拟现实系统开发平台的基本功能246

6.1.2 虚拟现实系统开发平台的发展趋势247

6.1.3 常见的虚拟现实系统开发平台248

6.2 虚拟现实开发平台EON概述255

6.2.1 EON技术简介255

6.2.2 EON产品256

6.2.3 EON技术在国内外的研究与应用261

6.3 认识EON Studio262

6.3.1 安装EON Studio262

6.3.2 EON Raptor的安装与使用264

6.3.3 EON Studio操作界面267

6.4 EON的节点和元件274

6.4.1 节点274

6.4.2 元件297

6.5 创建EON应用程序299

6.5.1 EON坐标系统299

6.5.2 导入3D物体299

6.5.3 交互程序开发301

6.5.4 发布交互程序304

6.6 EON与其他软件的整合305

6.6.1 EonX属性设置305

6.6.2 EON通信接口306

6.6.3 EON文件嵌入PPT307

6.6.4 EON和网页文件的通信309

6.7 练习题310

第7章 虚拟现实系统综合实例311

7.1 室内漫游交互系统311

7.1.1 虚拟漫游系统说明311

7.1.2 EON漫游系统的开发312

7.2 机器虚拟拆装训练系统318

7.2.1 虚拟拆装训练系统说明318

7.2.2 素材准备319

7.2.3 交互功能开发326

7.2.4 打包发布340

7.3 练习题341

参考文献342