虛擬現實的10堂課 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：虛擬現實技術從業人員，對虛擬現實技術感興趣的大眾讀者

通俗係統地解讀VR技術，旨在“讓學生瞭解産業發展、讓企業找到解決方案、讓技術人員適應商業模式、讓普通大眾緊跟技術進步”。

內容簡介

本書以10堂課的形式全麵係統地對虛擬現實進行介紹。其中，**堂課介紹虛擬現實發展概況，主要包括概念解析、係統組成、發展曆程、理性認知等；第二堂至第六堂課是虛擬現實的技術部分，主要介紹虛擬現實技術體係、硬件設備、軟件工具、內容製作、行業應用等；第七堂課介紹虛擬現實藝術錶現；第八堂課闡述虛擬現實的標準規範；第九堂課總結虛擬現實的産業發展；第十堂課描繪瞭虛擬現實的未來趨勢。全書內容以科普虛擬現實基礎知識、基本原理為主，但又不失一門新興學科和技術體係的嚴謹性，同時，還單獨闡述瞭虛擬現實藝術錶現、標準規範和産業發展等熱點話題。通過介紹具有代錶性的觀點、設備、軟件、工具、産品等內容，使讀者能夠在短時間內瞭解、認識和掌握虛擬現實技術，並達到“讓學生瞭解産業發展、讓企業找到解決方案、讓技術人員適應商業模式、讓普通大眾緊跟技術進步”的目的。本書適閤作為高等院校信息技術類學生、虛擬現實技術人員和普通愛好者的參考書。

作者簡介

龐國鋒，北京航空航天大學博士，高級工程師，中國仿真學會理事，一直在空軍後勤信息中心從事研究工作，對虛擬現實技術有深入瞭解和研究，寫作通俗易懂。

目錄

目 錄

第一堂課 虛擬現實發展概況 / 1
一、概念解析 / 2
二、係統組成 / 4
三、基本特徵 / 6
四、發展曆程 / 8
五、理性認知 / 13
第二堂課 虛擬現實技術體係 / 16
一、感知技術 / 17
（一）視覺感知 / 18
（二）聽覺感知 / 19
（三）嗅覺和味覺 / 19
（四）觸覺和力覺 / 20
（五）身體感覺 / 21
二、建模技術 / 22
（一）三維建模技術 / 22
（二）物理建模技術 / 25
（三）行為建模技術 / 27
三、呈現技術 / 29
（一）視覺呈現技術 / 29
（二）聽覺呈現技術 / 37
四、交互技術 / 41
（一）語音交互 / 41
（二）手勢交互 / 42
（三）錶情交互與人臉識彆 / 43
（四）眼動跟蹤技術 / 44
（五）其他感覺器官的反饋技術 / 46
第三堂課 虛擬現實硬件設備 / 47
一、輸入設備 / 48
（一）數據手套 / 48
（二）人體運動捕捉設備 / 50
（三）數據衣 / 53
（四）三維掃描儀 / 54
（五）眼動儀 / 55
（六）其他手控輸入設備 / 56
二、輸齣設備 / 57
（一）頭盔顯示器 / 57
（二）洞穴式立體顯示裝置 / 60
（三）牆式立體顯示係統 / 62
（四）全息投影係統 / 62
三、配套設備 / 64
（一）聽覺感知設備 / 64
（二）觸覺感知設備 / 65
（三）三維打印機 / 67
第四堂課 虛擬現實軟件工具 / 68
一、信息處理軟件 / 69
（一）視頻采集 / 69
（二）三維重建 / 74
（三）人體跟蹤與動作捕捉 / 75
（四）投影拼接邊緣融閤 / 76
（五）物理反饋 / 78
二、係統平颱軟件 / 79
（一）三維建模 / 79
（二）VR引擎 / 84
（三）開發工具 / 90
第五堂課 虛擬現實內容製作 / 98
一、VR視頻 / 99
（一）基本概念 / 99
（二）製作過程 / 100
（三）發展狀況 / 101
二、VR遊戲 / 103
（一）基本概念 / 103
（二）製作過程 / 104
（三）發展狀況 / 108
三、VR直播 / 109
第六堂課 虛擬現實行業應用 / 112
一、VR+工業 / 113
（一）虛擬設計 / 113
（二）虛擬裝配 / 115
（三）虛擬維修 / 117
二、VR+農業 / 121
（一）虛擬植物 / 121
（二）虛擬養殖 / 123
（三）虛擬農場 / 124
三、VR+軍事 / 125
（一）虛擬訓練 / 126
（二）虛擬演習 / 128
（三）虛擬武器樣機 / 129
四、VR+教育 / 130
（一）虛擬實驗室 / 131
（二）虛擬實訓基地 / 133
五、VR+醫療 / 134
（一）虛擬手術 / 134
（二）虛擬人體 / 136
（三）虛擬心理治療 / 138
六、VR+測繪 / 139
七、VR+地産 / 141
八、VR+旅遊 / 144
九、VR+購物 / 145
十、VR+博物館 / 146
第七堂課 虛擬現實藝術錶現 / 148
一、基本認知 / 149
（一）概念特點 / 149
（二）發展狀況 / 150
（三）作用意義 / 152
二、創作工具 / 154
三、創作規律 / 156
（一）以人為本規律 / 156
（二）欲望釋放規律 / 158
（三）虛實結閤規律 / 160
（四）與時俱進規律 / 160
第八堂課 虛擬現實標準規範 / 161
一、建設思路 / 163
（一）虛擬現實係統架構 / 163
（二）虛擬現實標準體係結構 / 165
（三）虛擬現實標準體係框架 / 166
二、建設內容 / 168
（一）基礎共性標準 / 168
（二）關鍵技術標準 / 170
（三）內容製作與係統研發標準 / 170
（四）用戶體驗標準 / 171
（五）行業應用標準 / 171
三、當前進展 / 172
第九堂課 虛擬現實産業發展 / 174
一、産業鏈分析 / 175
二、主要廠商和産品 / 178
三、商業模式 / 181
第十堂課 虛擬現實未來趨勢 / 185
一、關鍵技術不斷取得突破 / 186
二、VR産業進入爆發時期 / 187
三、VR將對人類未來産生重大影響 / 191

精彩書摘

　　《虛擬現實的10堂課》：
　　（2）房間聲學模型。房間聲學模型的目標是計算第二聲源的空間圖，也就是為初始聲源計算一組離散的第二聲源（迴聲）。因為在聲音的傳輸過程中，如果能夠模擬聲音與虛擬場景的反射效果，那麼即使隻有少量的一階和二階反射，也可以增加聲音效果的真實性。對於第二聲源可以由三個主要特性描述：距離上有延遲，相對第一聲源的頻譜有改變（空氣吸收、錶麵發射等），與聽者的入射方嚮有變化。
　　通常找到第二聲源有兩種方法：鏡麵圖像法和射綫跟蹤法。鏡麵圖像法能夠保證找到所有幾何正確的聲音路徑，不過由於該算法是遞歸的，所以不容易改變尺度。射綫跟蹤法使用一係列射綫的反射和摺射尋找第二聲源，主要優點是即使處理時間短，也能産生不錯的、閤理的聽覺效果，而且通過調節可用射綫的數目，很容易以給定的幀頻工作。
　　（3）增強現實中的聲音顯示。在許多應用中需要將計算機閤成的聲音信號與采樣的真實聲音信號疊加在一起，這種係統稱為聲音增強現實係統。真實的聲音信號可以由定位麥剋風采樣得到，可以是當地環境的，也可以是藉助遙控操作係統來自遠地環境的。這個聲音增強係統應該是能夠接收任何環境中麥剋風接收的信號，用來適應給定情況變化的這些信號，然後把它們疊加到虛擬現實係統提供的聲音信號上。當前，聲音增強現實係統最典型的應用是使沉浸在某種虛擬現實任務中的用戶同時處理真實世界中的重要事件（如真實世界中的警告信號）。
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前言/序言

進入21世紀以來，以物聯網、雲計算、大數據、移動互聯、智能終端為代錶的新一代信息技術突飛猛進，引發瞭人類社會的新一輪技術變革，正在深刻地改變著人們的生活。虛擬現實（Virtual Reality，VR）是新一代信息技術的集大成者，下一代的通用計算平颱，被認為是21世紀計算機領域最重要的研究方嚮之一。

虛擬現實技術起源於20世紀60年代，它的目標是通過各種技術手段創造一個能夠“沉浸、交互、想象”的虛擬世界，使人們不僅能夠逼真地感受到客觀世界，而且能夠得到真實世界無法親身經曆的體驗。虛擬現實融閤瞭媒體技術、傳感器技術、互聯網技術等眾多技術，已廣泛應用於工業、農業、醫療、教育、國防、藝術等各行各業，本身也成為技術發展和商業模式不斷推陳齣新的新興産業。

為適應虛擬現實時代的到來和發展，我們編寫瞭《虛擬現實的10堂課》，主要是從虛擬現實技術體係、産業發展、商業模式、未來趨勢等角度，全麵係統地對虛擬現實進行介紹。全書內容以科普虛擬現實基礎知識、基本原理為主，但又不失一門新興學科和技術體係的嚴謹性，同時，本書還單獨闡述瞭虛擬現實藝術錶現、標準規範和産業發展等熱點話題，主要是想嘗試通過編寫一本綜閤性的教材專著達到“讓學生瞭解産業發展、讓企業找到解決方案、讓技術人員適應商業模式、讓普通大眾緊跟技術進步”的目的。

本書作者團隊由中國仿真學會虛擬現實專業委員會專傢為主組成，匯集瞭虛擬現實技術及産業界眾多企業和工作者的成果，第一堂至第六堂課主要介紹虛擬現實發展概況、技術體係、軟硬件組成和行業應用等，由龐國鋒編寫；第七堂課介紹虛擬現實藝術錶現，由馬明琮編寫；第八堂課闡述虛擬現實標準規範，由瀋旭昆編寫；第九堂課總結虛擬現實産業發展，由孫靖編寫；第十堂課虛擬現實未來趨勢以及全書的統稿工作由龐國鋒負責。

感謝中國工程院院士、虛擬現實技術與係統國傢重點實驗室主任趙沁平先生在百忙之中專門為本書作序。趙院士數十年來緻力於虛擬現實領域的研究及應用推廣，正是他卓有成效的工作使得虛擬現實在中國蓬勃發展，為本書及其他專著的齣現創造瞭條件。華訊方舟科技有限公司、華訊方舟股份有限公司董事長吳光勝先生不僅欣然為本書作序，而且親自提供瞭華訊方舟近年來在虛擬現實等領域産品研發與未來規劃的資料，這些資料融入瞭虛擬現實技術體係、軟硬件組成、行業應用等章節的內容中。北航的鬍勇、張磊，華訊方舟的硃震宇、劉偉偉等同誌以及電子工業齣版社工業技術分社徐靜、陳韋凱編輯，都為本書的齣版付齣瞭巨大努力，在此一並錶示感謝。

由於作者水平有限，書中難免有不足和疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。

作 者

2017年5月18日

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