- 中国铁道出版社
- 9787113322618
- 1版
- 559853
- 16开
- 2025-06
- 计算机类
- 本科
内容简介
随着元宇宙概念的火爆，虚拟现实作为元宇宙场景的重要支持技术，是新一代信息技术的重要前沿方向。本书针对应用型高校教学需要和培养目标，以主流的Unity 3D引擎使用为主线，将行业中新的应用案例、新的技术进行整合，内容包括：虚拟现实技术概述、虚拟现实系统的策划和产品设计流程、Unity 3D开发环境的搭建、Unity 3D基础操作、Unity 3D交互功能开发、地图系统、图形用户界面、综合实例、实践延展等。案例之间具有连贯性，从基础到高阶，从引擎学习到综合案例开发，从软件系统开发到结合开发，培养读者虚拟现实系统开发能力。本书适合作为应用型本科高校虚拟现实、数字媒体及相关专业虚拟现实开发课程的教材，也可作为对虚拟现实感兴趣的广大爱好者与从业者的自学参考用书。
目录
目录
第一部分 理论篇
第1章 虚拟现实技术概述2
1.1 虚拟现实技术的相关介绍2
1.1.1 虚拟现实技术的概念2
1.1.2 虚拟现实的发展历程3
1.1.3 虚拟现实、增强现实、混合现实、
元宇宙的关系6
1.2 虚拟现实的特点7
1.2.1 多感知性（multi-sensory）7
1.2.2 沉浸感（immersion）8
1.2.3 交互性（interactivity）8
1.2.4 想象性（imagination）9
1.3 虚拟现实系统的分类9
1.3.1 桌面式虚拟现实系统9
1.3.2 增强式虚拟现实系统10
1.3.3 沉浸式虚拟现实系统11
1.3.4 分布式虚拟现实系统12
1.4 虚拟现实的应用领域13
1.4.1 教育领域13
1.4.2 军事领域15
1.4.3 工业领域17
1.4.4 建筑领域18
1.4.5 艺术领域20
1.4.6 医学领域21
1.4.7 娱乐领域22
小结23
思考23
第2章 虚拟现实系统的策划和产品
设计流程24
2.1 虚拟现实产品设计24
2.1.1 产品开发流程24
2.1.2 产品开发需求分析主要特征25
2.2 用户需求和产品需求25
2.2.1 基于用户的功能需求分析26
2.2.2 基于开发者的系统需求分析26
2.3 交互原型设计27
2.3.1 什么是原型27
2.3.2 原型开发的必要性28
2.3.3 原型常用的开发工具28
2.3.4 原型开发的过程29
2.4 三维模型的制作35
2.4.1 三维建模的常用方法35
2.4.2 三维建模的工具36
2.4.3 三维建模案例38
2.4.4 三维建模注意事项46
2.5 主流开发引擎介绍47
2.5.1 Unity 3D引擎47
2.5.2 虚幻引擎47
2.5.3 Cocos引擎48
小结49
思考49
第二部分 实践篇
第3章 Unity 3D开发环境的搭建52
3.1 Unity 3D的介绍52
3.1.1 Unity 3D的历史52
3.1.2 Unity 3D的现状53
3.1.3 Unity 3D的版本54
3.2 Unity 3D的下载与安装54
3.2.1 Unity 3D的下载54
3.2.2 Unity 3D的安装55
3.3 Unity 3D软件布局58
3.3.1 Project面板60
3.3.2 Hierarchy面板60
3.3.3 Inspector面板61
3.3.4 Scene面板61
3.3.5 Game面板62
小结63
思考63
第4章 Unity 3D基础操作
——神奇的密室64
4.1 Unity 3D的基础操作64
4.1.1 菜单栏64
4.1.2 坐标系65
4.1.3 常用工具栏67
4.2 材质与着色器72
4.2.1 材质球的创建72
4.2.2 材质球的具体参数73
4.2.3 着色器79
4.3 光照系统80
4.3.1 实时光照80
4.3.2 烘焙光照84
4.3.3 混合光照85
4.3.4 灯光探头组86
4.3.5 反射探头88
4.3.6 其他常用参数90
4.4 摄像机91
4.4.1 摄像机的重要参数92
4.4.2 小地图显示95
小结97
思考97
第5章 Unity 3D交互功能开发
——与密室互动98
5.1 认识脚本98
5.1.1 C#语言98
5.1.2 控制台99
5.1.3 创建脚本并运行100
5.1.4 公共变量、私有变量、静态
变量101
5.2 组件104
5.2.1 组件概述104
5.2.2 访问游戏对象和组件106
5.3 关键的类109
5.3.1 MonoBehaviour类109
5.3.2 GameObject类110
5.3.3 Transform类112
5.3.4 Rigidbody类115
5.3.5 Input类119
5.3.6 Time类122
5.4 物理引擎123
5.4.1 碰撞器123
5.4.2 碰撞检测事件128
5.4.3 触发器130
5.4.4 触发检测事件130
5.4.5 角色控制器132
5.5 Mecanim动画系统133
5.5.1 Animation133
5.5.2 Animator Controller138
5.5.3 Animator组件介绍140
小结144
思考144
第6章 地图系统——射击游戏145
6.1 游戏资源制作145
6.1.1 预制体制作145
6.1.2 资源导入与导出147
6.1.3 项目编译149
6.2 地形引擎150
6.2.1 绘制地形150
6.2.2 添加植被152
6.2.3 绘制细节154
6.2.4 地形参数设置154
6.2.5 自动寻路155
6.3 音效158
6.3.1 音效组件介绍158
6.3.2 音效参数详解158
6.3.3 使用音效组件159
6.4 粒子系统160
6.4.1 添加粒子系统160
6.4.2 粒子系统的应用161
6.5 射击游戏开发163
6.5.1 射击游戏场景设计163
6.5.2 第一人称设置165
6.5.3 预设子弹且连续发射166
6.5.4 添加音效167
6.5.5 添加爆炸特效168
6.5.6 目标对象销毁169
小结169
思考169
第7章 图形用户界面
——一套完整的UI系统框架170
7.1 UGUI系统介绍170
7.2 常用的UGUI系统对象171
7.2.1 Canvas控件171
7.2.2 Image控件174
7.2.3 Panel控件175
7.2.4 Text控件176
7.2.5 Button控件176
7.2.6 Input Field控件178
7.2.7 Toggle控件179
7.3 UGUI综合实例180
7.3.1 登录模块181
7.3.2 menu模块187
7.3.3 考试须知模块190
7.3.4 测试题模块193
小结197
思考197
第8章 综合实例——传统家具制作
虚拟仿真实验198
8.1 系统功能与需求分析198
8.1.1 需求分析198
8.1.2 项目功能介绍199
8.2 虚拟仿真实验开发201
8.2.1 工作室场景搭建201
8.2.2 工作室场景漫游203
8.2.3 登录注册功能206
8.2.4 榫卯拼接模块213
8.2.5 工具学习模块217
8.3 协程227
8.3.1 协程的相关概念227
8.3.2 协程的实现228
8.4 Unity常用的插件230
小结231
思考231
第三部分 拓展篇
第9章 实践延展234
9.1 增强式虚拟现实系统开发（AR）234
9.1.1 开发工具234
9.1.2 实例应用235
9.2 沉浸式虚拟现实系统开发241
9.2.1 开发工具242
9.2.2 实例应用244
9.3 全景漫游系统开发250
9.3.1 开发工具250
9.3.2 开发原理262
9.3.3 实例应用264
小结271
思考271
参考文献272
第一部分 理论篇
第1章 虚拟现实技术概述2
1.1 虚拟现实技术的相关介绍2
1.1.1 虚拟现实技术的概念2
1.1.2 虚拟现实的发展历程3
1.1.3 虚拟现实、增强现实、混合现实、
元宇宙的关系6
1.2 虚拟现实的特点7
1.2.1 多感知性（multi-sensory）7
1.2.2 沉浸感（immersion）8
1.2.3 交互性（interactivity）8
1.2.4 想象性（imagination）9
1.3 虚拟现实系统的分类9
1.3.1 桌面式虚拟现实系统9
1.3.2 增强式虚拟现实系统10
1.3.3 沉浸式虚拟现实系统11
1.3.4 分布式虚拟现实系统12
1.4 虚拟现实的应用领域13
1.4.1 教育领域13
1.4.2 军事领域15
1.4.3 工业领域17
1.4.4 建筑领域18
1.4.5 艺术领域20
1.4.6 医学领域21
1.4.7 娱乐领域22
小结23
思考23
第2章 虚拟现实系统的策划和产品
设计流程24
2.1 虚拟现实产品设计24
2.1.1 产品开发流程24
2.1.2 产品开发需求分析主要特征25
2.2 用户需求和产品需求25
2.2.1 基于用户的功能需求分析26
2.2.2 基于开发者的系统需求分析26
2.3 交互原型设计27
2.3.1 什么是原型27
2.3.2 原型开发的必要性28
2.3.3 原型常用的开发工具28
2.3.4 原型开发的过程29
2.4 三维模型的制作35
2.4.1 三维建模的常用方法35
2.4.2 三维建模的工具36
2.4.3 三维建模案例38
2.4.4 三维建模注意事项46
2.5 主流开发引擎介绍47
2.5.1 Unity 3D引擎47
2.5.2 虚幻引擎47
2.5.3 Cocos引擎48
小结49
思考49
第二部分 实践篇
第3章 Unity 3D开发环境的搭建52
3.1 Unity 3D的介绍52
3.1.1 Unity 3D的历史52
3.1.2 Unity 3D的现状53
3.1.3 Unity 3D的版本54
3.2 Unity 3D的下载与安装54
3.2.1 Unity 3D的下载54
3.2.2 Unity 3D的安装55
3.3 Unity 3D软件布局58
3.3.1 Project面板60
3.3.2 Hierarchy面板60
3.3.3 Inspector面板61
3.3.4 Scene面板61
3.3.5 Game面板62
小结63
思考63
第4章 Unity 3D基础操作
——神奇的密室64
4.1 Unity 3D的基础操作64
4.1.1 菜单栏64
4.1.2 坐标系65
4.1.3 常用工具栏67
4.2 材质与着色器72
4.2.1 材质球的创建72
4.2.2 材质球的具体参数73
4.2.3 着色器79
4.3 光照系统80
4.3.1 实时光照80
4.3.2 烘焙光照84
4.3.3 混合光照85
4.3.4 灯光探头组86
4.3.5 反射探头88
4.3.6 其他常用参数90
4.4 摄像机91
4.4.1 摄像机的重要参数92
4.4.2 小地图显示95
小结97
思考97
第5章 Unity 3D交互功能开发
——与密室互动98
5.1 认识脚本98
5.1.1 C#语言98
5.1.2 控制台99
5.1.3 创建脚本并运行100
5.1.4 公共变量、私有变量、静态
变量101
5.2 组件104
5.2.1 组件概述104
5.2.2 访问游戏对象和组件106
5.3 关键的类109
5.3.1 MonoBehaviour类109
5.3.2 GameObject类110
5.3.3 Transform类112
5.3.4 Rigidbody类115
5.3.5 Input类119
5.3.6 Time类122
5.4 物理引擎123
5.4.1 碰撞器123
5.4.2 碰撞检测事件128
5.4.3 触发器130
5.4.4 触发检测事件130
5.4.5 角色控制器132
5.5 Mecanim动画系统133
5.5.1 Animation133
5.5.2 Animator Controller138
5.5.3 Animator组件介绍140
小结144
思考144
第6章 地图系统——射击游戏145
6.1 游戏资源制作145
6.1.1 预制体制作145
6.1.2 资源导入与导出147
6.1.3 项目编译149
6.2 地形引擎150
6.2.1 绘制地形150
6.2.2 添加植被152
6.2.3 绘制细节154
6.2.4 地形参数设置154
6.2.5 自动寻路155
6.3 音效158
6.3.1 音效组件介绍158
6.3.2 音效参数详解158
6.3.3 使用音效组件159
6.4 粒子系统160
6.4.1 添加粒子系统160
6.4.2 粒子系统的应用161
6.5 射击游戏开发163
6.5.1 射击游戏场景设计163
6.5.2 第一人称设置165
6.5.3 预设子弹且连续发射166
6.5.4 添加音效167
6.5.5 添加爆炸特效168
6.5.6 目标对象销毁169
小结169
思考169
第7章 图形用户界面
——一套完整的UI系统框架170
7.1 UGUI系统介绍170
7.2 常用的UGUI系统对象171
7.2.1 Canvas控件171
7.2.2 Image控件174
7.2.3 Panel控件175
7.2.4 Text控件176
7.2.5 Button控件176
7.2.6 Input Field控件178
7.2.7 Toggle控件179
7.3 UGUI综合实例180
7.3.1 登录模块181
7.3.2 menu模块187
7.3.3 考试须知模块190
7.3.4 测试题模块193
小结197
思考197
第8章 综合实例——传统家具制作
虚拟仿真实验198
8.1 系统功能与需求分析198
8.1.1 需求分析198
8.1.2 项目功能介绍199
8.2 虚拟仿真实验开发201
8.2.1 工作室场景搭建201
8.2.2 工作室场景漫游203
8.2.3 登录注册功能206
8.2.4 榫卯拼接模块213
8.2.5 工具学习模块217
8.3 协程227
8.3.1 协程的相关概念227
8.3.2 协程的实现228
8.4 Unity常用的插件230
小结231
思考231
第三部分 拓展篇
第9章 实践延展234
9.1 增强式虚拟现实系统开发（AR）234
9.1.1 开发工具234
9.1.2 实例应用235
9.2 沉浸式虚拟现实系统开发241
9.2.1 开发工具242
9.2.2 实例应用244
9.3 全景漫游系统开发250
9.3.1 开发工具250
9.3.2 开发原理262
9.3.3 实例应用264
小结271
思考271
参考文献272
