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目录2

第1章　虚拟现实技术概论2

1.1　虚拟现实技术基本概念2

1.1.1　虚拟现实技术的概述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6

1.2　虚拟现实技术的特征7

1.2.1　沉浸性7

1.2.3　想象性9

1.2.2　交互性9

1.3　虚拟现实系统分类10

1.3.1　沉浸式虚拟现实系统10

1.3.2　桌面式虚拟现实系统11

1.3.3　增强式虚拟现实系统12

1.3.4　分布式虚拟现实系统14

1.4　虚拟现实中人的因素15

1.4.1　人的视觉16

1.4.2　人的耳朵18

1.4.3　身体感觉20

1.4.4　健康与安全问题22

1.5.1　计算机图形学23

1.5　虚拟现实技术与其他学科技术23

1.5.2　多媒体技术25

1.5.3　虚拟现实技术与多媒体技术、仿真技术、图形学26

1.6　虚拟现实技术的实现意义与影响27

思考题29

第2章　虚拟现实系统的硬件设备30

2.1　虚拟现实系统的输入设备30

2.1.1　基于自然的交互设备30

2.1.2　三维定位跟踪设备37

2.2　虚拟世界输出设备45

2.2.1　视觉感知设备46

2.2.2　听觉感知设备57

2.2.3　触觉（力觉）反馈设备58

2.3　虚拟世界生成设备66

2.3.1　基于PC机的VR系统67

2.3.2　基于图形工作站的VR系统69

2.3.3　高度并行的VR系统71

2.3.4　基于分布式结构的VR系统72

思考题73

第3章　虚拟现实系统的相关技术74

3.1　立体显示技术74

3.1.2　偏振光眼镜法75

3.1.1　彩色眼镜法75

3.1.3　串行式立体显示法76

3.1.4　裸眼立体显示实现技术77

3.2　环境建模技术78

3.2.1　几何建模技术79

3.2.2　物理建模技术80

3.2.3　行为建模技术81

3.2.4　听觉的建模技术82

3.3　真实感实时绘制技术83

3.3.1　真实感绘制技术83

3.3.2　基于几何图形的实时绘制技术84

3.3.3　基于图像的实时绘制技术87

3.4　三维虚拟声音的实现技术88

3.4.1　三维虚拟声音的概念与作用88

3.4.2　三维虚拟声音的特征89

3.4.3　语音识别技术90

3.4.4　语音合成技术90

3.5　自然交互与传感技术91

3.5.1　手势识别92

3.5.2　面部表情识别93

3.5.4　触觉（力觉）反馈传感技术95

3.5.3　眼动跟踪95

3.6　实时碰撞检测技术96

3.6.1　碰撞检测的要求97

3.6.2　碰撞检测的实现方法97

思考题98

第4章　虚拟现实技术的相关软件99

4.1　虚拟现实技术的建模工具软件99

4.1.1 3DS MAX99

4.1.2 MultiGen Creator系列111

4.2.1　虚拟世界工具箱117

4.2　虚拟现实技术开发工具软件117

4.2.2 VEGA系列123

思考题136

第5章　Web3D技术与软件137

5.1 Web3D技术概述137

5.1.1　发展过程137

5.1.2 Web技术的特点140

5.2　全景技术142

5.2.1　全景技术概述143

5.2.2　全景图制作前期拍摄148

5.2.3　全景图后期制作152

5.3.1 Cult3D概述157

5.3 Cult3D技术157

5.3.2 Cult3D的工作流程158

5.3.3 Cult3D窗口简介159

5.3.4 Cult3D制作实例167

5.3.5　Cult3D应用展示179

5.4　基于Web的其他技术183

5.4.1 Virtools183

5.4.2 Java3D184

5.4.3 Viewpoint185

5.4.4 Atmosphere186

5.4.5 Shockwave186

5.4.6 EON Studio187

5.4.7 Rocket3D Studio188

5.5 Web3D技术应用与发展189

5.5.1 Web3D技术应用中的问题189

5.5.2 Web3D技术的应用方向190

思考题191

第6章　VRML虚拟现实建模语言192

6.1 VRML语言概述192

6.1.1 VRML的特点192

6.1.2 VRML的发展前景193

6.2.1 VRML的编辑器194

6.2 VRML场景的编辑与浏览194

6.2.2 VRML场景的浏览器197

6.3 VRML文件特点204

6.3.1 VRML文件的语法与结构204

6.3.2 VRML节点205

6.4 创建基本几何造型209

6.4.1　外形节点Shape的使用209

6.4.2　构建虚拟场景的几何造型geometry域210

6.4.3　设置虚拟对象的外观和材质210

6.4.4　创建基本几何造型211

6.4.5　添加文本造型215

6.4.6　点、线、面的构建217

6.5　虚拟造型中的群节点227

6.5.1　虚拟对象的空间坐标变换227

6.5.2　编组节点的使用230

6.5.3　调用其他节点230

6.5.4　LOD细节层次节点231

6.5.5　Anchor锚节点233

6.6　构建虚拟现实的环境235

6.6.1　在虚拟场景添加背景235

6.6.2　为造型添加纹理237

6.6.3　虚拟环境中添加光照240

6.6.4　虚拟环境中添加声音246

6.6.5　虚拟环境中视点变换252

6.7　动画效果的实现255

6.7.1　时间传感器节点的使用255

6.7.2　利用插补器构造动画256

6.8　虚拟对象交互功能的实现260

6.8.1　触摸型检测器的使用260

6.8.2　感知型检测器的使用266

6.9 VRML通用接口270

6.9.1 Script脚本节点271

6.9.2 VRML与网络274

6.9.3 VRML与Cult 3D276

6.9.4 VRML与Office277

6.10 VRML与3DSMAX277

6.10.1 3DSMAX的场景导出277

6.10.2　在3DSMAX中插入节点278

6.11 VRML程序的优化281

6.11.1　文件容量的优化281

6.11.2　提高渲染速度283

思考题285

第7章　虚拟现实技术的研究与应用286

7.1　虚拟现实技术的研究现状286

7.1.1　国外的研究状况286

7.1.2　我国的研究状况288

7.2　虚拟现实技术的应用现状289

7.2.1　军事与航空航天289

7.2.2　科学可视化292

7.2.3　教育与培训294

7.2.4　建筑设计与城市规划297

7.2.5　娱乐、文化艺术领域299

7.2.6　商业领域301

7.2.7　工业应用303

7.2.8　医学领域305

7.3　虚拟现实技术的存在问题及发展方向306

7.3.1　目前存在的问题306

7.3.2　今后的研究方向307

思考题308

附录A VRML的关键字309

附录B　域参考309

参考网站314

参考文献315