虛擬實境——理論、技術、開發與應用 (電子書)

內容簡介
作者簡介
虛擬實境系列科技圖書專家委員會
序
前言 PREFACE
目 錄
第1章 虛擬實境概述
1.1 虛擬實境到底是什麼
1.2 虛擬實境——一個全新的世界
1.3 虛擬實境的發展過程
1.4 本章小結
第2章 虛擬實境系統的核心技術
2.1 虛擬實境的技術結構
2.2 實物虛化技術
2.3 虛物實化技術
2.4 增強現實、混合現實的相關技術
2.5 本章小結
第3章 虛擬實境系統的解決方案
3.1 常用硬體設備
3.2 移動VR
3.3 VR一體機
3.4 基於主機的VR
3.5 虛擬實境平臺
3.6 本章小結
第4章 虛擬實境內容的設計與開發
4.1 內容設計
4.2 虛擬實境內容製作方式
4.3 交互功能開發
4.4 虛擬實境開發引擎
4.5 虛擬實境內容開發案例
4.6 本章小結
第5章 VR娛樂
5.1 遊戲的分類和電子遊戲
5.2 虛擬實境：更高階段的遊戲體驗
5.3 虛擬實境電子遊戲的影響
5.4 VR遊戲
5.5 VR影視
5.6 VR社交
5.7 本章小結
第6章 VR教育革命
6.1 教育的VR化發展
6.2 高等教育案例
6.3 義務教育
6.4 本章小結
第7章 VR行業應用
7.1 VR電商
7.2 VR旅行
7.3 VR醫療
7.4 VR心理健康
7.5 VR其他應用
7.6 本章小結
第8章 未來虛擬實境
8.1 虛擬實境與教育
8.2 虛擬實境與雙創
8.3 虛擬實境與未來生活
8.4 本章小結
附錄A 加州大學伯克利分校Decal Class VR項目實踐
A.1 環境搭建
A.2 槍械構建
A.3 怪獸（敵人）構建
A.4 功能組合
A.5 檔輸出
A.6 寫在最後
後記

序
對於名為《頭號玩家》的好萊塢電影，相信很多讀者都已經看過了。在這部電影中，虛擬實境技術大放異彩，引發了社會對虛擬實境的進一步關注和討論。《頭號玩家》的大熱，讓我們想起了1999—2003年上映的《駭客帝國》系列影片。《駭客帝國》系列也是講述一個和“虛擬實境”有關的故事，影片中所有人都生活在虛擬的世界中而不自知。一直以來，“構建一個與真實世界如出一轍的虛擬世界”這種富有浪漫主義色彩的想法常常出現在各種科幻作品中，眾多藝術家用各自精湛的技巧與豐富的想像力展現著“虛擬實境”的魅力。

然而現在，“虛擬實境”已真正出現在我們的生活中，仿佛一夜之間，虛擬實境就進入了千家萬戶。當我們在玩遊戲、看視頻，甚至在使用一些專業應用時，都能夠看到虛擬實境設備和應用的身影。虛擬實境的使用場景日漸豐富，各式虛擬實境應用層出不窮，虛擬實境正在一步步從科幻作品中走出來，變成看得見、摸得著的產品和應用。毫無疑問，“虛擬實境”迎來了春天，而處於這個時期，我們又豈能錯過這“虛擬實境”的浪潮。這需要我們認識虛擬實境、瞭解虛擬實境，最後擁抱虛擬實境並積極地運用。

那麼，到底什麼是虛擬實境？虛擬實境已成為熱詞，但是人們對虛擬實境技術具體內涵不夠瞭解。這讓“虛擬實境”成為我們身邊“熟悉的陌生人”。對此，我深切感受到編寫一本比較系統介紹虛擬實境技術入門級書籍的必要性，這也是本書寫作的動機。

本書主要介紹了虛擬實境領域研究的發展、虛擬實境相關技術的基本框架以及虛擬實境應用的基本開發流程等，並結合適當的實例進行了說明。同時，本書還考慮了“虛擬實境”的廣義概念，在書中各個部分適當補充了一些“增強現實”與“混合現實”的內容，這樣的安排旨在讓讀者讀完本書後能夠對“虛擬實境”有更全面性的瞭解，建立起知識體系，幫助讀者為下一步進行虛擬實境應用與開發或者相關研究打下良好的基礎。

作為一本引導讀者走近虛擬實境領域的書，在對虛擬實境領域核心技術進行梳理、說明的基礎上，將重點放在了具體應用上。虛擬實境技術正處於一個蓬勃發展的階段，企業界與學術界都很活躍，且互相影響，聯繫緊密，瞭解最前沿的虛擬實境產品有助於把握虛擬實境技術發展的方向。如今市面上有許多受歡迎的虛擬實境系統解決方案，例如穀歌、微軟、HTC、索尼等廠商推出的Cardboard、HoloLens、Vive、Vive Focus、PS VR等。這其中既有簡約輕便的羽量級移動虛擬實境產品，也有功能完備、體驗豐富的一體機和主機。它們各具特色，各有側重，各有適用場景。本書也對這些常見的虛擬實境系統解決方案按照體量的不同進行了分類介紹，用簡短的文字和適量的圖片讓讀者對這些設備和平臺有所瞭解，掌握其特性和基本原理，從而能更好地開發適合平臺特性的優秀虛擬實境應用。書中還針對虛擬實境應用做了介紹，圍繞虛擬實境內容的開發流程，結合各大科技巨頭的內容發佈平臺，重點介紹了虛擬實境在教育和娛樂領域的應用。

虛擬實境技術在不斷發展，其應用也將覆蓋更多方面。未來，新技術與新對話模式將使得我們在虛擬世界中更容易進行操作和交互，真實和虛擬的界限將變得更加模糊。虛擬實境將不再只是一項“虛擬”技術，它將對真實世界產生更大的影響，改變人們的生活和生產方式，成為行業發展的新資訊技術支撐平臺，為人類觀察世界、體驗世界、改造世界提供新的手段。

相信本書能幫助讀者在虛擬實境領域走得更自信、更遠，本書是諸多虛擬實境書籍中的一本好書。是為序。

中國工程院院士