基本介紹
- 書名：虛擬現實技術及套用
- 作者：馬永峰
- ISBN：7-113-13598
- 頁數：192頁
- 定價：22.00元
- 出版社：中國鐵道出版社
- 出版時間：2011年12月
- 開本：16開
- 版次：1-1
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
近幾年來，虛擬現實技術作為一種新技術、新媒體，其發展速度極快，在各行各業發揮著重要的作用，越來越受到人們的關注和重視。
本書是在綜合考慮高等院校、高等職業學校相關專業課程設定、課時安排、學生接受能力等相關因素的基礎上編寫的。主要介紹了虛擬現實技術的概念、組成、發展狀況，虛擬現實系統的硬體設備、相關技術，虛擬現實建模語言、圖形學、OpenGL 圖形程式設計接口，以Google Earth為例講述了KML語言和三維建模方法，還介紹虛擬現實系統在各行業中的套用現狀，虛擬現實系統套用於教育、培訓等領域的教育理論基礎、教學方法、學習方法等。
圖書目錄
第1章 虛擬現實系統概述 1
1.1 虛擬現實系統的概念 1
1.1.1 虛擬現實的概念 1
1.1.2 虛擬現實的本質 3
1.1.3 虛擬現實系統的基本特徵 3
1.2 虛擬現實系統的組成 4
1.2.1 虛擬現實系統的發展 4
1.2.2 虛擬現實系統的組成 6
1.2.3 虛擬現實系統的研究內容 6
1.2.4 虛擬現實系統的套用領域 8
1.3 虛擬現實系統的分類 8
1.3.1 分散式虛擬現實系統 8
1.3.2 沉浸式虛擬現實系統 11
1.3.3 桌面虛擬現實系統（非沉浸式虛擬現實系統） 11
1.3.4 增強虛擬現實系統 12
1.4 虛擬現實系統的研究現狀 12
1.4.1 國外研究現狀 12
1.4.2 國內研究現狀 13
1.4.3 虛擬現實系統研究展望 14
小結 14
習題 14
第2章 虛擬現實系統的硬體設備 15
2.1 虛擬現實系統的輸入設備 16
2.1.1 基於自然的互動設備 16
2.1.2 三維定位跟蹤設備 18
2.2 虛擬現實系統的輸出設備 22
2.2.1 視覺感知設備 22
2.2.2 聽覺感知設備 26
2.2.3 觸覺（力覺）反饋設備 27
2.3 虛擬現實生成設備 28
2.3.1 基於個人計算機的虛擬現實系統 29
2.3.2 基於圖形工作站的虛擬現實系統 29
2.3.3 超級計算機 30
小結 31
習題 31
第3章 虛擬現實系統的相關技術 32
3.1 三維建模技術 33
3.1.1 幾何建模技術 33
3.1.2 物理建模技術 34
3.1.3 行為建模技術 34
3.2 繪製技術 35
3.2.1 真實感繪製技術 35
3.2.2 基於幾何圖形的實時繪製技術 36
3.2.3 基於圖像的實時繪製技術 37
3.3 三維全景技術 38
3.3.1 三維全景技術的概念 38
3.3.2 三維全景圖的製作技術 38
3.4 人機自然互動技術 39
3.4.1 手勢識別技術 40
3.4.2 面部表情識別技術 40
3.4.3 眼動跟蹤技術 41
3.4.4 觸（力）覺反饋感測技術 41
3.5 物理仿真技術 42
3.5.1 設計數學模型 42
3.5.2 創建物理屬性 42
3.5.3 碰撞檢測技術 42
3.6 三維虛擬聲音技術 43
3.6.1 三維虛擬聲音的概念與作用 43
3.6.2 三維虛擬聲音的特徵 44
3.6.3 語音識別與合成技術 44
小結 45
習題 45
第4章 虛擬現實建模語言（VRML） 46
4.1 VRML虛擬現實建模語言簡介 46
4.1.1 VRML的發展歷史 46
4.1.2 VRML虛擬現實建模語言的功能特徵 47
4.1.3 VRML網路與套用 48
4.2 VRML概述 49
4.2.1 VRML 97的關鍵字 49
4.2.2 結點 50
4.2.3 場景圖 54
4.2.4 事件路由 54
4.2.5 VRML特殊結點 55
4.3 VRML場景生成器Cosmo Worlds 59
小結 60
習題 60
第5章 虛擬現實的圖形學基礎 61
5.1 計算機圖形學概述 62
5.1.1 計算機圖形學的發展 62
5.1.2 智慧型CAD 63
5.1.3 計算機美術與設計 64
5.1.4 計算機動畫技術 64
5.1.5 科學計算可視化 65
5.1.6 計算機圖形學的研究內容 65
5.2 虛擬現實的圖形學 66
5.2.1 虛擬環境中視點的定位 66
5.2.2 視覺 66
5.2.3 透視投影 67
5.2.4 三維裁剪 67
5.2.5 色彩理論 68
5.2.6 三維建模 70
5.2.7 光照 71
5.2.8 反射 71
5.2.9 陰影 72
5.2.10 三維消隱 73
5.2.11 真實感 74
小結 75
習題 75
第6章 OpenGL虛擬現實圖形程式設計接口 77
6.1 OpenGL簡介 78
6.1.1 OpenGL概述 78
6.1.2 OpenGL的工作方式 79
6.2 OpenGL的程式結構 80
6.3 OpenGL程式編寫原理與方法 81
6.3.1 OpenGL中描述圖元的方法 81
6.3.2 OpenGL中描述顏色的方法 83
6.4 OpenGL變換 85
6.4.1 模型變換和視圖變換 86
6.4.2 投影變換 86
6.4.3 視口變換 88
6.5 OpenGL光照及紋理處理 89
6.5.1 光照模型 89
6.5.2 法線向量 89
6.5.3 控制光源 90
6.5.4 控制材質 91
6.5.5 選擇光照模型 92
6.6 Open Inventor 95
6.6.1 Open Inventor簡介 95
6.6.2 Open Inventor套用領域 95
小結 98
習題 98
第7章 3ds Max三維建模工具 99
7.1 3ds Max的基礎知識 99
7.1.1 3ds Max 概述 99
7.1.2 3ds Max的用戶界面 100
7.2 幾何體建模 102
7.3 二維圖形建模 103
7.4 高級造型技巧NURBS 104
7.4.1 NURBS概念 104
7.4.2 建立NURBS模型 106
7.5 材質與燈光 110
7.5.1 材質編輯器的使用 110
7.5.2 設定基本材質 113
7.5.3 燈光的運用 115
7.6 3ds Max與VRML 117
7.6.1 在3ds Max中插入VRML結點 117
7.6.2 將3ds Max的場景導出到VRML 118
小結 119
習題 119
第8章 SketchUp三維模型的建立與實例 120
8.1 建模方法及工具 120
8.2 SketchUp特點 121
8.3 Sketch Up與傳統工具的比較 122
8.4 SketchUp功能 123
8.4.1 SketchUp軟體視窗 124
8.4.2 SketchUp中的主要工具 125
8.4.3 SketchUp中繪圖工具的使用 126
8.5 虛擬現實軟體中三維模型建立的方法 132
8.5.1 直接導入法基本步驟 132
8.5.2 後期導入法基本步驟 132
8.6 貼圖的方法和類型 132
8.6.1 貼圖的方法 132
8.6.2 貼圖的類型 133
8.7 虛擬校園模型 133
小結 134
習題 134
第9章 虛擬現實系統在各行業中的套用 135
9.1 工程領域的套用 135
9.1.1 航空發動機設計中的套用 136
9.1.2 潛水艇設計中的套用 137
9.1.3 建築設計中的套用 137
9.1.4 人體建模方面的套用 139
9.1.5 工業概念設計中的套用 139
9.1.6 虛擬空間輔助決策系統中的套用 140
9.2 藝術與娛樂領域的套用 140
9.2.1 計算機動畫設計中的套用 141
9.2.2 遊戲系統中的套用 142
9.2.3 電視方面的套用 142
9.3 科學領域的套用 143
9.3.1 計算機神經科學中套用 144
9.3.2 分子建模中的套用 145
9.3.3 恐懼表情的表現 145
9.3.4 遙現操作中的套用 146
9.3.5 超音波反饋深度探測儀 146
9.4 虛擬訓練 147
9.4.1 虛擬消防學院 147
9.4.2 飛行仿真 147
9.4.3 虛擬手術訓練 149
9.4.4 虛擬軍事訓練 150
9.5 虛擬現實系統套用舉例 151
9.5.1 皇家御用金磚的製作 151
9.5.2 模擬駕駛防真 152
9.5.3 數字園區規劃 155
9.5.4 聊城古城的數字復原 155
9.5.5 油田仿真項目 156
9.5.6 產品虛擬展示 157
小結 158
習題 158
第10章 虛擬現實系統與教育培訓 159
10.1 虛擬現實套用於教育教學、培訓領域的教育理論基礎 159
10.1.1 虛擬現實技術與認知主義學習理論 160
10.1.2 虛擬現實與行為主義學習理論 160
10.1.3 虛擬現實技術與建構主義學習理論 161
10.1.4 虛擬現實技術與人本主義學習理論 164
10.2 虛擬現實教與學的方法 166
10.2.1 教學方法 166
10.2.2 虛擬現實教學方法 166
10.2.3 虛擬現實學習方式 173
小結 178
習題 179
參考文獻 180
