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第1章 虚拟现实技术概论2

1.1虚拟现实技术概述2

1.1.1虚拟现实技术的定义2

1.1.2虚拟现实技术的发展历程3

1.1.3虚拟现实系统的组成7

1.1.4虚拟现实技术与其他技术8

1.1.5虚拟现实技术的实现意义与影响12

1.2虚拟现实技术的特性14

1.2.1沉浸性14

1.2.2交互性16

1.2.3想象性16

1.3虚拟现实系统分类17

1.3.1沉浸式虚拟现实系统17

1.3.2桌面式虚拟现实系统19

1.3.3增强式虚拟现实系统20

1.3.4分布式虚拟现实系统21

1.4虚拟现实系统中人的因素22

1.4.1人的视觉23

1.4.2人的听觉25

1.4.3身体感觉27

1.4.4健康与安全问题29

1.5虚拟现实技术的研究30

1.5.1国外的研究状况30

1.5.2国内的研究状况32

1.5.3目前存在的问题33

1.5.4今后的研究方向34

1.6虚拟现实技术的应用35

1.6.1军事与航空航天35

1.6.2教育与培训38

1.6.3建筑设计与城市规划41

1.6.4娱乐、文化艺术43

1.6.5商业领域47

1.6.6工业应用48

1.6.7医学领域50

习题52

第2章 虚拟现实系统的硬件设备53

2.1虚拟现实系统的输人设备53

2.1.1基于自然的交互设备53

2.1.2三维定位跟踪设备61

2.2虚拟系统的输出设备69

2.2.1视觉感知设备70

2.2.2听觉感知设备81

2.2.3触觉（力觉）反馈设备83

2.3虚拟世界生成设备90

2.3.1基PC的VR系统91

2.3.2基于图形工作站的VR系统92

2.3.3超级计算机94

习题95

第3章 虚拟现实系统的相关技术97

3.1立体显示技术97

3.1.1彩色眼镜法98

3.1.2偏振光眼镜法99

3.1.3串行式立体显示法99

3.1.4裸眼立体显示实现技术100

3.2环境建模技术101

3.2.1几何建模技术102

3.2.2物理建模技术103

3.2.3行为建模技术104

3.2.4听觉的建模技术105

3.3真实感实时绘制技术106

3.3.1真实感绘制技术106

3.3.2基于几何图形的实时绘制技术108

3.3.3基于图像的实时绘制技术111

3.4三维虚拟声音的实现技术111

3.4.1三维虚拟声音的概念与作用112

3.4.2三维虚拟声音的特征112

3.4.3语音识别技术113

3.4.4语音合成技术114

3.5自然交互与传感技术114

3.5.1手势识别116

3.5.2面部表情识别117

3.5.3眼动跟踪118

3.5.4触觉（力觉）反馈传感技术119

3.6实时碰撞检测技术119

3.6.1碰撞检测的要求120

3.6.2碰撞检测的实现方法120

习题121

第4章 虚拟现实技术的相关软件122

4.1建模工具软件122

4.1.13DS MAX123

4.1.2Maya125

4.1.3Multigen Creator系列127

4.2开发工具软件128

4.2.1虚拟世界工具箱WTK129

4.2.2Vega系列130

4.3Web3D技术133

4.3.1Web3D的发展过程134

4.3.2Web3D技术的特点136

4.3.3其他基于Web的3D技术138

4.3.4Web3D技术应用与发展145

习题147

第5章 全景技术149

5.1全景技术概述149

5.1.1全景技术的特点149

5.1.2全景技术的分类149

5.1.3常见的全景技术151

5.1.4常见全景的文件格式156

5.2全景作品制作前期拍摄157

5.2.1硬件设备157

5.2.2全景照片拍摄方法165

5.3全景作品的后期制作168

5.3.1柱形全景作品制作168

5.3.2球形全景作品制作171

5.3.3对象全景作品的制作184

习题188

第6章 Cult3D技术189

6.1Cult3D概述189

6.1.1Cult3D的特点与组成189

6.1.2Cult3D的工作流程191

6.1.3Cult3D窗口简介195

6.2Cult3D制作实例202

6.2.1基本三维展示202

6.2.2高级交互设置212

6.3Cult3D应用展示226

6.3.1在网络中的应用226

6.3.2在PowerPoint中插入Cult3D作品230

6.3.3在Authorware中插入Cult3D作品230

习题232

第7章 VRML虚拟现实建模语言233

7.1VRML语言概述233

7.1.1VRML的特点234

7.1.2VRML的运行环境234

7.2VRML场景的编辑与浏览234

7.2.1VRML的编辑器234

7.2.2VRML场景的浏览器237

7.3VRML基础245

7.3.1VRML的语法与结构245

7.3.2VRML节点247

7.4创建基本几何造型250

7.4.1外形节点Shape的使用250

7.4.2构建虚拟场景的几何造型geometry域251

7.4.3设置对象的外观和材质252

7.4.4创建基本几何造型253

7.4.5添加文本造型256

7.4.6点、线、面的构建258

7.5虚拟造型中的群节点267

7.5.1内联节点267

7.5.2编组节点268

7.5.3物体的空间坐标变换270

7.5.4细节层次节点272

7.5.5Anchor锚节点274

7.6虚拟场景环境的设置276

7.6.1在虚拟场景中添加背景276

7.6.2为造型添加纹理278

7.6.3虚拟环境中添加光照281

7.6.4虚拟环境中添加声音287

7.6.5虚拟环境中视点变换293

7.7动画效果的实现296

7.7.1时间传感器节点296

7.7.2利用插补器构造动画297

7.8交互功能的实现302

7.8.1触摸型传感器的使用302

7.8.2感知型传感器的使用308

7.9VRML通用接口312

7.9.1Script脚本节点313

7.9.2VRML与网络316

7.9.3VRML与Cult3D319

7.9.4VRML与Office319

7.10VRML与3DS MAX320

7.10.13DS MAX的场景导出320

7.10.2在3DS MAX中插入节点321

7.11VRML程序的优化324

7.11.1文件容量的优化324

7.11.2提高渲染速度325

7.12X3D介绍327

7.12.1X3D概述327

7.12.2X3D基本语法328

7.12.3X3D浏览器与编辑工具330

7.12.4X3D-VRML格式转换331

习题332

参考网站333

参考文献334