《虚拟现实开发基础(AR版)》首先介绍虚拟系统实现所需的基本知识,涉及虚拟现实技术的基本概念、特点、应用等内容,以及感知基础、硬件基础、数学基础、编程基础以及建模基础等内容; 然后对各类系统的技术实现进行讲解,包括基于HTC VIVE、基于智能手机、基于投影的虚拟现实系统、混合现实系统以及全息显示系统等各类应用系统; 后介绍虚拟现实系统的评价方法。通过本书的学习,读者可以较好地掌握虚拟现实的基本知识和相关开发技术,并学以致用。 本书适合作为高等学校或高职高专院校相关专业的教材,也可作为虚拟现实研究人员或应用开发人员的参考用书。

第1章概述 1.1基本概念 1.1.1什么是虚拟现实 1.1.2虚拟现实系统分类 1.2发展历史与趋势 1.3应用领域 习题 第2章数学基础 2.1坐标系、矢量与矩阵 2.1.1坐标系 2.1.2向量与向量运算 2.1.3矩阵与矩阵运算 2.2空间旋转变换表示与计算 2.2.1旋转矩阵 2.2.2欧拉角 2.2.3旋转轴旋转角表示 2.2.4四元数 2.2.5旋转表示形式之间的转换 2.3坐标系的转换 2.3.1齐次坐标系与齐次变换矩阵 2.3.2右手坐标系与左手坐标系之间的转换 2.3.3局部坐标系向世界坐标系的转换 2.3.4世界坐标系向相机坐标系的转换 2.3.5相机坐标系向屏幕坐标系的转换 习题 第3章感知基础 3.1感知原理 3.2视觉 3.2.1视觉的生理机制 3.2.2人眼的视觉暂留现象 3.2.3眼球运动 3.2.4深度感知与立体视觉 3.2.5颜色感知 3.3听觉 3.3.1听觉的生理机制 3.3.2虚拟环境中的听觉内容设计 3.3.3听觉定位与立体声 3.4体觉 3.4.1触觉和力觉 3.4.2本体感觉 习题 第4章硬件基础 4.1输入设备 4.1.1Kinect 4.1.2HTC VIVE定位设备 4.1.3超宽带无线定位设备 4.1.4惯性测量单元 4.1.5手势输入设备 4.2输出设备 4.2.1立体显示设备 4.2.2动感平台 习题 第5章编程基础 5.1Unity3D编程基础 5.1.1Unity3D简介 5.1.2Unity3D集成开发界面基本操作 5.1.3动画角色控制 5.1.4虚拟相机设置 5.1.5Unity3D中函数体的执行顺序 5.2投影式VR系统开发环境 5.2.1视差与立体显示效果的关系 5.2.2渲染立体图像 5.2.3播放立体视频 5.3HTC VIVE开发环境 5.3.1环境配置 5.3.2HTC VIVE头盔 5.3.3HTC VIVE手柄交互 5.4HoloLens开发环境 5.4.1环境配置 5.4.2开发实例 5.4.3交互实现 习题 第6章建模基础 6.13D模型基础知识 6.1.13D模型的组成 6.1.2建模的主要方法 6.2Maya建模客机实例 6.3无人机建模实例 习题 第7章VR全景视频播放系统 7.1VR视频录制 7.2VR视频播放系统 习题 第8章头盔式VR系统 8.1基于HTC VIVE的VR系统 8.1.1系统设计 8.1.2系统实现 8.2基于智能手机的VR系统 8.2.1系统设计 8.2.2系统实现 习题 第9章投影式VR系统 9.1虚拟射击影院系统 9.1.1系统设计 9.1.2系统实现 9.2基于双画的虚拟网球游戏系统 9.3房间式互动投影系统 9.3.1系统设计 9.3.2系统实现 9.4360°全景球幕播放系统 9.4.1系统设计 9.4.2系统实现 习题 第10章混合现实系统 10.1基于HoloLens的计算机动画课程教学系统 10.1.1系统设计 10.1.2系统实现 10.2基于鱼缸的混合现实教学系统 10.2.1系统设计 10.2.2系统实现 习题 第11章全息视频播放系统 11.1全息摄影与全息投影技术 11.1.1全息摄影 11.1.2全息投影 11.2全息投影视频制作 11.2.1视频内容设计 11.2.2三维模型制作 11.2.3三维动画制作 11.2.4灯光与渲染 11.2.5**制作 11.2.6后期剪辑与输出 11.2.7Unity3D设置视频输出及控制视频播放方法 11.3Unity3D实时渲染输出 习题 第12章VR系统评估 12.1VR系统评估的主要内容 12.1.1可用性评估 12.1.2用户体验评估 12.1.3常见的用户体验测量数据类型和采集方法 12.2VR系统评估测试的实施 12.2.1伦理问题 12.2.2基本流程 12.2.3被试选择 12.2.4研究设计 12.2.5实验环境和材料的准备 12.2.6数据分析和呈现 12.2.7讨论 12.3VR系统测试案例 12.3.1案例1: 基于虚拟迷宫系统的测试 12.3.2案例2: 基于虚拟射击影院系统的测试 12.3.3案例3: 三类3D显示技术的比较研究 习题 附录A旋转轴旋转角与旋转矩阵之间的转换推导 附录B四元数旋转公式的推导与理解 附录C立体显示投影矩阵推导 参考文献