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第1篇 实用虚拟现实系统概述1

第1章 实用虚拟现实技术总论1

1．1 引言1

1．2 虚拟现实的发展过程5

1．3 国外虚拟现实技术的研究现状6

1．3．1美国的研究状况[27-51,64,68,70,71,85-87]6

1．3．2 欧洲的研究状况[25,56,81,82,]8

1．3．3 日本的研究状况[55]8

1．4 国内虚拟现实技术的研究现状9

1．5 虚拟现实技术存在的问题及发展方向10

第2章 观察方法与观察设备12

2．1 引言12

2．2 液晶眼镜观察方法14

2．2．1 液晶眼镜的接口及常见部件14

2．2．2 视差17

2．2．3 体视的计算20

2．2．4 编写生成体视图像的软件23

2．2．5 液晶眼镜的局限性26

2．3 头盔观察方法26

2．3．1 当前的头盔显示器技术26

2．3．2 头盔显示器的工作原理28

2．3．3 制作自己的头盔显示器34

2．3．4 为头盔显示器提供良好的视频信号36

2．3．5 制作单视场头盔显示器36

2．4．1 系统的硬件结构37

2．4 一种基于微机的实用虚拟现实系统的硬件组成37

2．3．6 设计软件的注意事项37

2．4．2 计算机自动控制液晶片切换的驱动接口设计40

2．4．3 接口的硬件电路控制41

第3章 虚拟现实的制作工具：3DS MAX42

3．1 3D Studio MAX简介42

3．1．1 3D Studio MAX中的对象43

3．1．2 与创建场景对象有关的概念45

3．1．3 改变对象的概念49

3．1．4 场景中的层级概念51

3．1．5 动画的概念53

3．1．6 材质与贴图的概念55

3．1．7 MAXScript的概念56

3．2 制作举例57

3．2．1 创建地形57

3．2．2 调整视图并设定动态的文字59

3．2．3 动画的设定62

3．2．4 给对象指定材质并制作材质动画63

3．2．5 雪花粒子64

3．3 3DS MAX的开发语言66

3．3．1 MAXScript及其应用66

3．3．2 max命令67

3．3．3 编写一个简单的用户界面67

3．4 3DS MAX与VRML72

3．4．1 建模工具和建模策略72

3．4．3 其他技术75

3．4．2 使和VRML Exporter提供的工具75

3．4．4 VRML Exporter能导出什么、不能导出什么76

第4章 虚拟现实的制作工具：Maya77

4．1 Maya的用户工作空间78

4．2 从属（Dependency）图81

4．2．1 节点82

4．2．2 属性83

4．2．5 层级84

4．2．6 MEL脚本语言84

4．2．4 轴心点84

4．2．3 连接84

4．3 Maya中的动画85

4．3．1 关键帧动画85

4．3．2 路径动画86

4．3．3 互动动画86

4．3．4 动力学动画（Dynamics）87

4．4 在Maya中建模88

4．4．1 NURBS曲线88

4．4．2 NURBS表面89

4．4．3 多边形90

4．4．4 绘图历史91

4．5 变形（Deformations）91

4．5．1 栅格91

4．5．2 雕刻对象92

4．5．3 簇92

4．6 角色动画92

4．6．2 反向运动：93

4．6．1 骨架和关节93

4．6．3 给角色增加肌肤94

4．7 渲染95

4．7．1 明暗组95

4．7．2 纹理贴图95

4．7．3 照明96

4．7．4 运动模糊96

4．7．8 渲染器的工作方式97

4．7．7 光线追踪渲染97

4．7．6 A缓存渲染97

4．7．5 硬件渲染97

第2篇 体视动画的生成技术98

第5章 视差算法及体视图的生成98

5．1 一般方法99

5．2 在计算机上生成体视图101

5．2．1 在计算机上生成体视图的方法101

5．2．2 在3DS MAX中生成体视图101

5．2．3 用3DS MAX 制作体视图的一个例子104

第6章 体视图的自动生成107

6．1 自动生成体视动画的一种算法107

6．2 程序实现109

6．2．1 程序流程109

6．2．2 控制摄像机的属性参数111

6．3 左右视图的合成113

6．4 体视图的色彩处理121

6．5．1 系统的结构122

6．5 体视图的生成与处理系统122

6．5．2 渲染控制的实现123

第3篇 实用VR技术的应用126

第7章 虚拟现实在工程模拟中的应用126

7．1 概述126

7．2 工程动态模拟的一般过程126

7．3 工程模拟中的一些关键技术129

7．3．1 建模中关键技术129

7．3．2 材质技术134

7．3．3 运动控制技术136

第8章 工程模拟应用举例138

8．1 发动机装配过程的动态模拟138

8．1．1 发动机零部件模型的特点138

8．1．2 发动机零部件装配过程的运动轨迹分析138

8．1．3 建立零部件的实体模型140

8．1．4 灯光及材质处理143

8．1．5 动画的实现143

8．1．6 体视图的生成与合成145

8．1．7 配音与编辑合成147

8．2 大功率行波管的动态模拟150

8．2．1 模型的建立151

8．2．2 设置灯光和材质151

8．2．3 运动的设定152

8．2．4 编辑与合成152

第9章 实用VR技术在建筑中的应用153

9．1 建筑浏览模型的特点153

9．2 建模应注意的问题154

9．3 摄像机和灯光的使用160

9．3．1 摄像机的使用160

9．3．2 光照效果161

9．4 材质的使用164

9．4．1 设计材质的时候需要考虑的典型问题164

9．4．2 材质的获取问题168

9．5 体视图的生成与合成169

9．6 配音与编辑合成170

参考文献177