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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 MAX 123

4.1.2Maya 125

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WTK 129

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Cult3D 319

7.9.4VRML与Office 319

7.10VRML与3DS MAX 320

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