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| 編輯推薦： |
获奖情况：河南省“十四五”普通高等教育规划教材
配套资源：电子课件、案例配套素材、课后习题答案和案例视频
本书特色：
★以Unity、Vuforia SDK为平台，开发虚拟现实系统和增强现实系统。
★案例配套操作视频，易学易用。
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| 內容簡介： |
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》以应用型本科教育理念为出发点，根据高校“虚拟现实技术”课程教学的要求，结合当前该领域新技术而编写。《虚拟现实技术基础与应用 第2版》共8章，详细介绍了虚拟现实的概念和发展现状、虚拟现实的关键技术、虚拟现实系统的硬件设备和相关软件、全景图拼接与全景漫游制作技术、利用Unity进行虚拟现实开发，以及增强现实的应用开发等。
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》可作为应用型本科及高职高专院校虚拟现实、数字媒体技术、计算机应用及相关专业的教材，也可作为对虚拟现实技术感兴趣的读者的入门教程。
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》配有授课电子课件、案例配套素材、课后习题答案和案例视频等，需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后下载，或联系编辑索取（微信：15910938545，电话：010-88379739）。
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| 目錄：
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前言
第1章 虚拟现实技术概述1
1.1 虚拟现实的概念1
1.1.1 基本概念1
1.1.2 虚拟现实技术的特性4
1.1.3 虚拟现实系统的组成6
1.1.4 AR、MR、XR技术6
1.2 虚拟现实技术的发展8
1.2.1 虚拟现实技术发展历程8
1.2.2 国内外的虚拟现实技术研究11
1.2.3 虚拟现实技术的发展趋势13
1.3 虚拟现实技术的分类14
1.3.1 沉浸式虚拟现实系统14
1.3.2 增强式虚拟现实系统15
1.3.3 桌面式虚拟现实系统15
1.3.4 分布式虚拟现实系统15
1.4 VR技术典型应用—虚拟博物馆16
1.4.1 虚拟博物馆及其发展现状16
1.4.2 虚拟博物馆的特点17
1.4.3 虚拟博物馆的应用技术18
1.4.4 虚拟博物馆的发展趋势19
习题20
第2章 虚拟现实的关键技术21
2.1 立体显示技术21
2.1.1 立体视觉的形成原理21
2.1.2 立体显示技术分类23
2.2 三维建模技术26
2.2.1 几何建模27
2.2.2 物理建模30
2.2.3 运动建模31
2.3 三维虚拟声音技术32
2.3.1 三维虚拟声音的特征32
2.3.2 头部相关传递函数33
2.3.3 语音识别与合成技术33
2.4 人机交互技术35
2.4.1 手势识别技术35
2.4.2 面部表情识别技术36
2.4.3 眼动跟踪技术37
2.4.4 其他感觉器官的反馈技术39
2.5 虚拟现实引擎39
2.5.1 虚拟现实引擎概述40
2.5.2 虚拟现实引擎架构41
习题42
第3章 虚拟现实系统的硬件设备43
3.1 虚拟现实系统的生成设备43
3.1.1 高性能个人计算机43
3.1.2 高性能图形工作站44
3.1.3 巨型机45
3.1.4 分布式网络计算机46
3.2 虚拟现实系统的输入设备47
3.2.1 跟踪定位设备47
3.2.2 人机交互设备52
3.2.3 快速建模设备53
3.3 虚拟现实系统的输出设备54
3.3.1 视觉感知设备55
3.3.2 听觉感知设备66
3.3.3 触觉感知设备68
3.3.4 肌肉/神经交互设备72
3.3.5 语言交互设备73
3.3.6 意念控制设备73
3.3.7 三维打印机74
习题75
第4章 虚拟现实开发软件和语言76
4.1 三维建模软件76
4.1.1 3ds Max76
4.1.2 Maya77
4.1.3 Cinema 4D79
4.2 虚拟现实开发平台80
4.2.1 Unity81
4.2.2 VRP84
4.2.3 Unreal Engine87
4.3 虚拟现实开发语言90
4.3.1 JavaScript90
4.3.2 C#96
4.3.3 C 97
习题97
第5章 三维全景技术99
5.1 三维全景概述99
5.1.1 三维全景的概念99
5.1.2 三维全景应用领域100
5.1.3 三维全景技术发展趋势100
5.2 三维全景制作的常见硬件101
5.2.1 三维全景拍摄硬件101
5.2.2 VR全景视频设备102
5.3 VR全景漫游的制作108
5.3.1 制作流程108
5.3.2 全景拼图软件PTGui的基本操作112
5.3.3 使用Pano2VR生成VR全景120
5.3.4 全景航拍的基本操作126
5.3.5 使用720云平台生成VR全景127
习题137
第6章 Unity开发基础138
6.1 初识Unity138
6.1.1 Unity发展历史138
6.1.2 Unity安装139
6.1.3 Unity简单案例148
6.2 Unity窗口界面153
6.2.1 创建Unity项目153
6.2.2 Scene与场景漫游153
6.2.3 Hierarchy面板与场景搭建155
6.2.4 Project与资源管理156
6.2.5 Inspector与组件管理157
6.3 物理引擎和碰撞检测158
6.3.1 碰撞器158
6.3.2 物理引擎和刚体159
6.3.3 碰撞检测160
6.4 Unity资源163
6.4.1 Terrain地形系统163
6.4.2 3D模型对象169
6.4.3 材质贴图169
6.4.4 灯光171
6.4.5 摄像机173
6.4.6 音频174
6.5 Unity图形用户界面177
6.5.1 GUI177
6.5.2 UGUI177
6.5.3 常用输入类179
6.6 Unity动画系统181
6.6.1 旧版动画系统182
6.6.2 Mecanim动画系统184
6.7 Unity中的AI设计189
6.7.1 游戏中的AI189
6.7.2 AI漫游190
6.7.3 导航寻路技术196
习题204
第7章 Unity网络应用开发208
7.1 网络编程概述208
7.1.1 计算机间的通信208
7.1.2 Socket通信概述208
7.2 Socket同步通信212
7.2.1 一对一Socket同步通信212
7.2.2 一对多Socket同步通信218
7.3 Socket异步通信220
7.3.1 异步通信基础220
7.3.2 多人聊天Socket异步通信225
7.4 Unity连接MySQL数据库236
7.4.1 环境准备237
7.4.2 注册登录实例240
7.5 综合案例—坦克大战网络版游戏开发247
7.5.1 创建地形247
7.5.2 场景搭建248
7.5.3 获取能量和炮弹249
7.5.4 攻击敌方坦克252
7.5.5 声音特效253
7.5.6 敌方坦克漫游AI254
7.5.7 服务端开发259
7.5.8 客户端开发263
7.5.9 发布测试269
习题271
第8章 增强现实开发技术273
8.1 增强现实的特点及制作流程273
8.1.1 增强现实技术的特点273
8.1.2 增强现实的实现原理273
8.1.3 增强现实技术的应用领域274
8.1.4 增强现实开发平台简介276
8.1.5 增强现实开发的一般流程276
8.2 基于Vuforia SDK的增强现实应用开发277
8.2.1 准备AR开发环境277
8.2.2 创建Vuforia案例280
8.2.3 创建AR视频284
8.2.4 创建AR物体识别286
8.2.5 AR 打包发布288
8.3 增强现实的交互设计290
8.3.1 虚拟按钮290
8.3.2 手势控制293
8.3.3 模型脱卡功能实现295
习题296
参考文献2
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| 內容試閱：
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前 言
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是指采用计算机技术为核心的现代高科技手段生成一种虚拟环境，是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中，与虚拟世界中的物体进行交互，从而通过视觉、听觉和触觉等获得与真实世界相同的感受。
自20世纪50年代起，虚拟现实技术实现了从模糊的概念到产品落地的巨大转变，并运用到军事、工业、地理与规划、建筑可视化、教育文化等领域。虚拟现实设备随着技术的发展不断革新，头戴3D显示器是沉浸式VR设备的雏形，虽然任天堂、Olympus、Sony等公司也相继推出过头戴3D显示器产品，但因软硬件技术、内容不成熟未能形成市场规模。2013年以来，显示器分辨率、显卡GPU并行渲染和3D实时建模能力、网络速度等技术的快速提升带来了VR设备的轻量化、便捷化和精细化，大幅提升了VR设备的体验。Samsung、Google、Sony等国际消费电子巨头纷纷加入VR设备研发，推出大量沉浸式VR设备，并不断更新换代。2016年年初，高盛集团发布了《VR与AR：解读下一个通用计算平台》的行业报告，全世界迎来了虚拟现实发展的新浪潮，于是2016年被专家和媒体称为VR元年。2021年关于“元宇宙”（Metaverse）的报道扑面而来。在未来的“元宇宙”中，人们通过虚拟现实技术进行生活体验，进而塑造自己的虚拟身份、虚拟社群，并通过虚拟世界完成自己的精神生活；人们甚至还可以通过开发虚拟房产、虚拟艺术品、数字货币来构建一整套经济系统。
在硬件技术日益成熟的同时，VR内容设计和产出方面的技术人才却成为制约VR产业发展的重要瓶颈。随着VR人才需求的增加，国内很多教育机构和高校也积极布局VR教育，把VR开发及相关课程纷纷列入人才培养和教学计划之中。2018年9月，正式宣布在高等职业院校增设“虚拟现实应用技术”专业；2019年，普通高等学校新增设了“虚拟现实技术”本科专业。
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》较系统地介绍了虚拟现实技术的概念、发展历程、未来趋势、硬件设备、软件技术、开发平台及应用领域等，并通过实战案例，系统地介绍了虚拟现实、增强现实应用开发的全过程。《虚拟现实技术基础与应用 第2版》具有以下突出特点：理论联系实际，理论、应用和案例相结合；知识内容由浅入深，图文并茂，易于理解；注重实践应用，包括应用开发环境、典型应用案例等，使读者能在短时间内全面了解虚拟现实应用开发的相关知识和实用技术。
第2版汲取了国内多所院校的教学经验及反馈信息，使用目前广泛使用的软件版本进行案例设计与制作。《虚拟现实技术基础与应用 第2版》主要内容如下。
第1章，介绍了虚拟现实技术的概念、特性、分类和发展历程，分析了VR、AR、MR及XR的概念、区别和联系。
第2章，介绍了虚拟现实的关键技术，包括立体显示技术、三维建模技术、三维虚拟声音技术和人机交互技术等。
第3章，介绍了虚拟现实系统的硬件设备，包括生成设备、输入设备和输出设备等。
第4章，介绍了虚拟现实开发的相关软件，包括3ds Max、Maya、Cinema 4D等三维建模软件，Unity、VRP、Unreal Engine等虚拟现实开发平台，以及C#、JavaScript、C 等相关开发语言。
第5章，介绍了三维全景的基本概念，三维全景图及VR全景漫游的制作方法等。
第6章，介绍了Unity虚拟现实开发平台的基本开发流程，包括Unity窗口界面组成、物理引擎和碰撞检测、各种资源（3D模型、Terrain地形、材质贴图、灯光、音频、摄像机等）、UGUI界面开发、Mecanim动画系统等。
第7章，介绍了Unity网络应用开发和数据库应用开发的相关技术，通过坦克大战网络版开发案例，详细介绍了综合性VR项目的设计思路、开发流程步骤和实现过程。
第8章，介绍了增强现实的特点和制作流程；基于Vuforia SDK的增强现实应用的开发环境搭建，创建AR实例、AR视频、物体识别、虚拟按钮，打包发布AR项目，以及如何实现增强现实的交互设计等。
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》由李建、王芳主编，何栎、柯宏伟任副主编，张天伍、杨爱云参与编写。其中第1、4章由何栎编写，第2章由杨爱云编写，第3章由张天伍编写，第5章由李建编写，第6、7章由王芳编写，第8章由柯宏伟编写。李建对全书进行了审校和统稿。
《虚拟现实技术基础与应用 第2版》是河南省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“教育信息化2.0背景下VR/AR技术在教学中的创新应用研究”（编号：〔2020〕-JKGHZD-06）的阶段性成果；暨2020年产学合作协同育人项目“新工科背景下人工智能、虚拟现实技术系列课程建设”（编号：202002143011）研究成果。本书在超星学习通建设了课程网站，网站地址为https://mooc1.chaoxing.com/course/222018924.html，教师可以选择使用。在本书编写过程中，参阅了大量的书籍、文献资料和网络资源。机械工业出版社胡静编辑及部门负责同志对本书的编写提出了许多具体的建议，在此表示衷心的感谢。
由于作者水平所限，加之虚拟现实技术发展迅速、日新月异，书中难免存在不足之处，欢迎广大读者不吝指正，沟通交流，以促进我国虚拟现实产业和虚拟现实技术及内容开发的不断发展和进步。
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