■ 虚拟现实（VR）作为一种新型人机交互技术得到了快速发展，近年来已成为工程技术应用和科学研究的热点领域。随着计算机软硬件技术、传感器技术和 3D显示技术的发展，虚拟现实已逐步应用在教育、医疗、工商业等众多领域，并且得到科技工程领域的强烈关注。可以断言，未来虚拟现实技术将对更多的行业产生深远的变革性影响，它将改变人们的生活、工作、学习与娱乐并形成新的模式，尤其与新型传感器技术、人工智能技术结合后，其应用与影响超乎想象，将会引爆一场巨大的技术变革。
虚拟现实项目的开发是虚拟现实工程应用的核心，它离不开许多软件和硬件的支持，如 Autodesk 3ds Max、Autodesk Maya、ZBrush、Substance Painter、Unity引擎、Unreal Engine 等软件以及 VR 头显、高速计算、新型交互等设备。选择恰当的软件工具和硬件平台，开发符合功能需求与规范要求的软件是虚拟现实项目开发的两个关键环节。本书以通俗易懂的语言全面介绍相关软件工具使用的基本方法、相关硬件的特点及应用，通过具体案例的描述，让读者更好理解虚拟现实开发的全过程。
表 VR技术分类
虚拟现实项目的开发和其他技术的开发一样，枯燥且乏味，但又不同于其他技术开发，面对的是逼真的视觉图像，同时还可以通过交互技术使其理解设计者的意图而做出一定的回应，使创造的物体似乎有了灵魂，其过程又是丰富和生动的。
图 VR 工作机制原理图
《VR 技术及其应用》通过两个完整的案例向读者展现 VR 技术应用的魅力。在“春节”VR项目中具体介绍项目的开发过程，最终的产品使得使用者能够参与其中，达到置身情境之中的体验，再现贴春联、挂灯笼和越来越难得一见的春节放爆竹等活动；在“皮影互动”项目中，开发了“黛玉葬花”“大闹天宫”“武松打虎”等中国民众皆知的四大名著中的著名场景，而加入的 Kinect 交互，更进一步强化了体验感。同时，这两个项目的开发也证明了 VR 技术在中国传统文化等抽象概念展现方面表现出独特的、不可替代的作用。
VR 技术及其应用
吴晓军，张玉梅 主编
北京：科学出版社，2021.5
ISBN 978-7-03-067166-0
责任编辑：宋无汗
内容简介
虚拟现实（VR）技术是当前快速发展并具有广泛应用前景的技术，本书以虚拟现实开发过程及主要技术为内容，系统介绍与虚拟现实相关的 AR、VR、MR 概念，以及其应用开发过程中所涉及的主要软件和工具，包括软件编程工具、美术内容的制作工具、Unity 引擎、VR 开发框架和SDK 等的主要功能和用法，当前 VR 应用中主流的头显等硬件设备的特点与应用。最后以 VR 技术在文化传承创新方面的经典应用开发为案例，呈现 VR 项目应用开发的全过程。
本书既可以作为高等院校虚拟现实、数字媒体技术、计算机应用等相关专业的基础教材，也可供从事虚拟现实技术开发的工程技术人员，以及对虚拟现实技术感兴趣的读者参考使用。
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本书目录
前言
第1章 概述 1
1.1 增强现实技术 1
1.2 虚拟现实技术 2
1.2.1 虚拟现实技术的发展 4
1.2.2 虚拟现实技术的原理 5
1.3 混合现实技术 7
第2章 AR/VR开发相关软件 9
2.1 3ds Max软件 9
2.1.1 3ds Max特点 9
2.1.2 3ds Max软件功能 9
2.1.3 3ds Max 2019安装 11
2.2 Maya软件 15
2.2.1 Maya Complete所包含的模块 16
2.2.2 Maya软件历史回顾 16
2.2.3 Maya和 3ds Max的区别 17
2.2.4 Maya 2018安装 17
2.3 ZBrush软件 20
2.3.1 ZBrush 2018软件 21
2.3.2 ZBrush 2018安装 21
2.4 Substance Painter软件 23
2.4.1 Substance Painter绘图思路 23
2.4.2 Substance Painter 2018新功能 24
2.5 Unity引擎 25
2.5.1 Unity引擎界面 26
2.5.2 C#编程语言 30
2.6 Unreal Engine软件 33
第3章 AR/VR相关硬件 39
3.1 VR头显设备 39
3.1.1 PC端头显设备 39
3.1.2 一体式头显设备 41
3.1.3 移动端头显设备 44
3.2 AR头显设备 45
3.3 运动捕捉 46
3.3.1 光学运动捕捉 46
3.3.2 惯性运动捕捉 47
3.3.3 运动捕捉设备 48
3.4 数据手套 51
3.4.1 虚拟现实数据手套 52
3.4.2 力反馈数据手套 53
第4章 Unity引擎主要功能 55
4.1 Unity引擎主要属性 55
4.1.1 GameObject 55
4.1.2 构造函数 56
4.1.3 GameObject类的方法 57
4.1.4 Component类和 Behaviour类 61
4.1.5 生命周期 67
4.1.6 MonoBehaviour类的方法 74
4.2 Unity引擎物理系统 82
4.2.1 Rigidbody 82
4.2.2 Collides 83
4.3 Unity引擎动画系统 86
4.3.1 简单动画的制作 86
4.3.2 复杂动画的制作 88
4.3.3 动画的切分 91
4.4 Unity引擎音频系统 92
4.4.1 面板组件 92
4.4.2 程序功能调用 95
4.5 Unity引擎光照系统 95
4.5.1 组件 96
4.5.2 灯光贴图与光照烘焙 101
4.6 Unity引擎材质系统 103
4.7 VR Toolkit的使用 105
第5章 “春节”VR项目开发 118
5.1 概述 118
5.2 项目文档 118
5.3 角色模型制作 119
5.3.1 角色 UV制作 121
5.3.2 角色贴图制作 122
5.4 动画制作 126
5.4.1 VR动画制作流程 126
5.4.2 角色绑定 128
5.4.3 角色动画制作 138
5.5 特效制作 145
5.5.1 Unity引擎粒子系统 145
5.5.2 烟花特效制作 156
5.6 场景搭建 163
5.7 程序开发 166
5.7.1 搭建开发环境 166
5.7.2 资源导入 172
5.7.3 场景搭建 173
5.7.4 交互功能的开发 175
5.7.5 动画事件 182
5.7.6 粒子与场景 184
5.7.7 测试与发布 185
第6章 基于 Kinect的“皮影互动”项目开发 187
6.1 Kinect硬件 187
6.2 Unity引擎与 Kinect开发环境搭建 188
6.2.1 Unity引擎的安装 188
6.2.2 Kinect驱动的下载及设备连接 189
6.3 皮影形象的绘制流程 191
6.4 皮影动画骨骼绑定 206
6.5 程序开发 213
6.5. HomeScenes场景的制作 214
6.5.“黛玉葬花”场景的制作 228
6.5.“大闹天宫”场景的制作 233
6.5.“武松打虎”场景的制作 237
6.5. HomeScenesNull场景的制作 243
主要参考文献 246
（本文编辑：王芳）
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