简介
自20世纪80年代末以来，虚拟现实技术作为一个完整的体系受到人们
极大关注，成为一种新技术、新媒体，尤其最近几年发展极为迅速，并在
各个领域中发挥出重要的作用。本书主要介绍了有关虚拟现实技术的概念
、发展状况，虚拟现实系统的硬件组成，虚拟现实系统的相关技术，虚拟
现实技术的工具软件等。全书共有7个章节，内容包括：虚拟现实技术概论
、虚拟现实系统的硬件组成、虚拟现实系统的相关技术、虚拟现实技术的
相关软件、全景技术、Cult3D技术、VRML虚拟现实建模语言。本书的配套
光盘内容有虚拟现实系统相关工具软件、相关的制作素材、浏览插件、作
品实例等。
本书内容较为系统、全面，编写时本着侧重于普及与应用的原则，在
介绍虚拟现实技术必要理论知识的同时，还介绍了几个具有代表性的虚拟
现实工具软件，并采用实例进行讲解，使读者能在较短的时间内对虚拟现
实技术有所了解，并能进行应用。
本书可作为高等院校的图形图像、电子商务、教育技术学、动漫、多
媒体技术、建筑、传媒技术、计算机应用等相关专业本科与高职高专学生
教材，也可作为虚拟现实爱好者、虚拟现实技术应用人员的参考资料。
目录
第1章 虚拟现实技术概论
1.1 虚拟现实技术概述
1.1.1 虚拟现实技术的定义
1.1.2 虚拟现实技术的发展历程
1.1.3 虚拟现实系统的组成
1.1.4 虚拟现实技术与其他技术
1.1.5 虚拟现实技术的实现意义与影响
1.2 虚拟现实技术的特性
1.2.1 沉浸性
1.2.2 交互性
1.2.3 想象性
1.3 虚拟现实系统分类
1.3.1 沉浸式虚拟现实系统
1.3.2 桌面式虚拟现实系统
1.3.3 增强式虚拟现实系统
1.3.4 分布式虚拟现实系统
1.4 虚拟现实系统中人的因素
1.4.1 人的视觉
1.4.2 人的听觉
1.4.3 身体感觉
1.4.4 健康与安全问题
1.5 虚拟现实技术的研究
1.5.1 国外的研究状况
1.5.2 国内的研究状况
1.5.3 目前存在的问题
1.5.4 今后的研究方向
1.6 虚拟现实技术的应用
1.6.1 军事与航空航天
1.6.2 教育与培训
1.6.3 建筑设计与城市规划
1.6.4 娱乐、文化艺术
1.6.5 商业领域
1.6.6 工业应用
1.6.7 医学领域
习题
第2章 虚拟现实系统的硬件设备
2.1 虚拟现实系统的输入设备
2.1.1 基于自然的交互设备
2.1.2 三维定位跟踪设备
2.2 虚拟系统的输出设备
2.2.1 视觉感知设备
2.2.2 听觉感知设备
2.2.3 触觉(力觉)反馈设备
2.3 虚拟世界生成设备
2.3.1 基于PC的VR系统
2.3.2 基于图形工作站的VR系统
2.3.3 超级计算机
习题
第3章 虚拟现实系统的相关技术
3.1 立体显示技术
3.1.1 彩色眼镜法
3.1.2 偏振光眼镜法
3.1.3 串行式立体显示法
3.1.4 裸眼立体显示实现技术
3.2 环境建模技术
3.2.1 几何建模技术
3.2.2 物理建模技术
3.2.3 行为建模技术
3.2.4 听觉的建模技术
3.3 真实感实时绘制技术
3.3.1 真实感绘制技术
3.3.2 基于几何图形的实时绘制技术
3.3.3 基于图像的实时绘制技术
3.4 三维虚拟声音的实现技术
3.4.1 三维虚拟声音的概念与作用
3.4.2 三维虚拟声音的特征
3.4.3 语音识别技术
3.4.4 语音合成技术
3.5 自然交互与传感技术
3.5.1 手势识别
3.5.2 面部表情识别
3.5.3 眼动跟踪
3.5.4 触觉(力觉)反馈传感技术
3.6 实时碰撞检测技术
3.6.1 碰撞检测的要求
3.6.2 碰撞检测的实现方法
习题
第4章 虚拟现实技术的相关软件
4.1 建模工具软件
4.1.1 3DS MAX
4.1.2 Maya
4.1.3 Multigen Creator系列
4.2 开发工具软件
4.2.1 虚拟世界工具箱wTK
4.2.2 Vega系列
4.3 Web3D技术
4.3.1 Web3D的发展过程
4.3.2 web3D技术的特点
4.3.3 其他基于web的3D技术
4.3.4 Web3D技术应用与发展
习题
第5章 全景技术
5.1 全景技术概述
5.1.1 全景技术的特点
5.1.2 全景技术的分类
5.1.3 常见的全景技术
5.1.4 常见全景的文件格式
5.2 全景作品制作前期拍摄
5.2.1 硬件设备
5.2.2 全景照片拍摄方法
5.3 全景作品的后期制作
5.3.1 柱形全景作品制作
5.3.2 球形全景作品制作
5.3.3 对象全景作品的制作
习题
第6章 Cult3D技术
6.1 Cult3D概述
6.1.1 Cult3D的特点与组成
6.1.2 Cult3D的工作流程
6.1.3 Cult3D窗口简介
6.2 Cult3D制作实例
6.2.1 基本三维展示
6.2.2 高级交互设置
6.3 Cult3D应用展示
6.3.1 在网络中的应用
6.3.2 在PowerPoint中插入Cult3D作品
6.3.3 在Authorware中插入Cult3D作品
习题
第7章 VRML虚拟现实建模语言
7.1 VRML语言概述
7.1.1 VRML的特点
7.1.2 VRML的运行环境
7.2 VRML场景的编辑与浏览
7.2.1 VRML的编辑器
7.2.2 VRML场景的浏览器
7.3 VRML基础
7.3.1 VRML的语法与结构
7.3.2 VRML节点
7.4 创建基本几何造型
7.4.1 外形节点Shape的使用
7.4.2 构建虚拟场景的几何造型geometry域
7.4.3 设置对象的外观和材质
7.4.4 创建基本几何造型
7.4.5 添加文本造型
7.4.6 点、线、面的构建
7.5 虚拟造型中的群节点
7.5.1 内联节点
7.5.2 编组节点
7.5.3 物体的空间坐标变换
7.5.4 细节层次节点
7.5.5 Anchor锚节点
7.6 虚拟场景环境的设置
7.6.1 在虚拟场景中添加背景
7.6.2 为造型添加纹理
7.6.3 虚拟环境中添加光照
7.6.4 虚拟环境中添加声音
7.6.5 虚拟环境中视点变换
7.7 动画效果的实现
7.7.1 时间传感器节点
7.7.2 利用插补器构造动画
7.8 交互功能的实现
7.8.1 触摸型传感器的使用
7.8.2 感知型传感器的使用
7.9 VRML通用接口
7.9.1 Script脚本节点
7.9.2 VRML与网络
7.9.3 VRML与Cult3D
7.9.4 VRML与Office
7.10 VRML与3DS MAX
7.10.1 3DS MAX的场景导出
7.10.2 在3DS MAX中插入节点
7.11 VRML程序的优化
7.11.1 文件容量的优化
7.11.2 提高渲染速度
7.12 X3D介绍
7.12.1 X3D概述
7.12.2 X3D基本语法
7.12.3 X3D浏览器与编辑工具
7.12.4 X3D-VRML格式转换
习题
参考网站
参考文献
1.1 虚拟现实技术概述
1.1.1 虚拟现实技术的定义
1.1.2 虚拟现实技术的发展历程
1.1.3 虚拟现实系统的组成
1.1.4 虚拟现实技术与其他技术
1.1.5 虚拟现实技术的实现意义与影响
1.2 虚拟现实技术的特性
1.2.1 沉浸性
1.2.2 交互性
1.2.3 想象性
1.3 虚拟现实系统分类
1.3.1 沉浸式虚拟现实系统
1.3.2 桌面式虚拟现实系统
1.3.3 增强式虚拟现实系统
1.3.4 分布式虚拟现实系统
1.4 虚拟现实系统中人的因素
1.4.1 人的视觉
1.4.2 人的听觉
1.4.3 身体感觉
1.4.4 健康与安全问题
1.5 虚拟现实技术的研究
1.5.1 国外的研究状况
1.5.2 国内的研究状况
1.5.3 目前存在的问题
1.5.4 今后的研究方向
1.6 虚拟现实技术的应用
1.6.1 军事与航空航天
1.6.2 教育与培训
1.6.3 建筑设计与城市规划
1.6.4 娱乐、文化艺术
1.6.5 商业领域
1.6.6 工业应用
1.6.7 医学领域
习题
第2章 虚拟现实系统的硬件设备
2.1 虚拟现实系统的输入设备
2.1.1 基于自然的交互设备
2.1.2 三维定位跟踪设备
2.2 虚拟系统的输出设备
2.2.1 视觉感知设备
2.2.2 听觉感知设备
2.2.3 触觉(力觉)反馈设备
2.3 虚拟世界生成设备
2.3.1 基于PC的VR系统
2.3.2 基于图形工作站的VR系统
2.3.3 超级计算机
习题
第3章 虚拟现实系统的相关技术
3.1 立体显示技术
3.1.1 彩色眼镜法
3.1.2 偏振光眼镜法
3.1.3 串行式立体显示法
3.1.4 裸眼立体显示实现技术
3.2 环境建模技术
3.2.1 几何建模技术
3.2.2 物理建模技术
3.2.3 行为建模技术
3.2.4 听觉的建模技术
3.3 真实感实时绘制技术
3.3.1 真实感绘制技术
3.3.2 基于几何图形的实时绘制技术
3.3.3 基于图像的实时绘制技术
3.4 三维虚拟声音的实现技术
3.4.1 三维虚拟声音的概念与作用
3.4.2 三维虚拟声音的特征
3.4.3 语音识别技术
3.4.4 语音合成技术
3.5 自然交互与传感技术
3.5.1 手势识别
3.5.2 面部表情识别
3.5.3 眼动跟踪
3.5.4 触觉(力觉)反馈传感技术
3.6 实时碰撞检测技术
3.6.1 碰撞检测的要求
3.6.2 碰撞检测的实现方法
习题
第4章 虚拟现实技术的相关软件
4.1 建模工具软件
4.1.1 3DS MAX
4.1.2 Maya
4.1.3 Multigen Creator系列
4.2 开发工具软件
4.2.1 虚拟世界工具箱wTK
4.2.2 Vega系列
4.3 Web3D技术
4.3.1 Web3D的发展过程
4.3.2 web3D技术的特点
4.3.3 其他基于web的3D技术
4.3.4 Web3D技术应用与发展
习题
第5章 全景技术
5.1 全景技术概述
5.1.1 全景技术的特点
5.1.2 全景技术的分类
5.1.3 常见的全景技术
5.1.4 常见全景的文件格式
5.2 全景作品制作前期拍摄
5.2.1 硬件设备
5.2.2 全景照片拍摄方法
5.3 全景作品的后期制作
5.3.1 柱形全景作品制作
5.3.2 球形全景作品制作
5.3.3 对象全景作品的制作
习题
第6章 Cult3D技术
6.1 Cult3D概述
6.1.1 Cult3D的特点与组成
6.1.2 Cult3D的工作流程
6.1.3 Cult3D窗口简介
6.2 Cult3D制作实例
6.2.1 基本三维展示
6.2.2 高级交互设置
6.3 Cult3D应用展示
6.3.1 在网络中的应用
6.3.2 在PowerPoint中插入Cult3D作品
6.3.3 在Authorware中插入Cult3D作品
习题
第7章 VRML虚拟现实建模语言
7.1 VRML语言概述
7.1.1 VRML的特点
7.1.2 VRML的运行环境
7.2 VRML场景的编辑与浏览
7.2.1 VRML的编辑器
7.2.2 VRML场景的浏览器
7.3 VRML基础
7.3.1 VRML的语法与结构
7.3.2 VRML节点
7.4 创建基本几何造型
7.4.1 外形节点Shape的使用
7.4.2 构建虚拟场景的几何造型geometry域
7.4.3 设置对象的外观和材质
7.4.4 创建基本几何造型
7.4.5 添加文本造型
7.4.6 点、线、面的构建
7.5 虚拟造型中的群节点
7.5.1 内联节点
7.5.2 编组节点
7.5.3 物体的空间坐标变换
7.5.4 细节层次节点
7.5.5 Anchor锚节点
7.6 虚拟场景环境的设置
7.6.1 在虚拟场景中添加背景
7.6.2 为造型添加纹理
7.6.3 虚拟环境中添加光照
7.6.4 虚拟环境中添加声音
7.6.5 虚拟环境中视点变换
7.7 动画效果的实现
7.7.1 时间传感器节点
7.7.2 利用插补器构造动画
7.8 交互功能的实现
7.8.1 触摸型传感器的使用
7.8.2 感知型传感器的使用
7.9 VRML通用接口
7.9.1 Script脚本节点
7.9.2 VRML与网络
7.9.3 VRML与Cult3D
7.9.4 VRML与Office
7.10 VRML与3DS MAX
7.10.1 3DS MAX的场景导出
7.10.2 在3DS MAX中插入节点
7.11 VRML程序的优化
7.11.1 文件容量的优化
7.11.2 提高渲染速度
7.12 X3D介绍
7.12.1 X3D概述
7.12.2 X3D基本语法
7.12.3 X3D浏览器与编辑工具
7.12.4 X3D-VRML格式转换
习题
参考网站
参考文献
虚拟现实技术基础与应用
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