本教材主要分成两个部分，第一部分为虚拟现实基础理论及基础技术，包括虚拟现实的基本概念、基本原理、基本技能以及开发方法，运用Unity3D等虚拟现实引擎工具进行虚拟场景三维建模、组合运用组件进行过程化模拟和仿真，以及运用脚本工具进行交互逻辑设计；第二部分为虚拟现实项目开发，包括虚拟场景漫游、全景漫游、虚拟仿真、虚拟数字人四大类虚拟现实项目的开发流程。本课程为新形态教材，依托于教育部协同育人项目两项教改项目，与之配套的有国内领先的虚拟现实教学资源云平台和泛交互的虚拟仿真实践云平台，可以更好地服务于教学，同时依托省级一流本科课程”虚拟现实于数字娱乐”，本教材的所有章节都通过国家公共慕课平台智慧树在线课程予以开放。
本书为新形态教材，依托教育部产学合作协同育人项目的两项教改项目，与之配套的有与国内领先的虚拟现实技术公司上海遥知信息技术有限公司合作开发的TeachForward虚拟现实教学资源云平台和ImageSpace虚拟仿真教学实践云平台，同时依托省级一流本科课程“虚拟现实与数字娱乐”，可以更好地服务于相关课程的理论教学及实践教学。本书的所有章节都通过国家公共慕课平台智慧树在线课程予以开放，真正实现了教材的多元化、立体化和在线化，适用于目前主流的教学及学习方式
艾地：男，1978年出生。目前为江汉大学数字媒体技术专业教师，网络与新媒体教研室主任，2001年本科毕业于华中师范大学信息技术系，获理学学士学位，2012年在华中师范大学获理学硕士学位，2018—2019年在美国肯特州立大学做高级访问学者，教育部协同育人项目“虚拟现实课程体系建设”负责人，湖北省一流线下本科课程、江汉大学课程思政示范课程、智慧树慕课平台在线课程《虚拟现实与数字娱乐》负责人，江汉大学课程思政名师，曾获全国高校教师教学创新大赛湖北赛区二等奖，江汉大学教师教学创新大赛一等奖，TeachForward虚拟现实教学资源云平台和ImageSpace虚拟仿真教学实践云平台获得2项国家技术专利，指导学生参加全国各类学科竞赛国赛以上级别奖项20余次，曾主持和参与省、市科研及教研课题多项，主编或参编相关专业教材多本，在各级各类学术期刊发表论文十余篇。
目 录
第1章 虚拟现实概述001
1.1 虚拟现实的“前世今生” / 001
1.1.1 虚拟现实的定义、特征及发展历程 / 001
1.1.2 广义虚拟现实应用技术分类及应用领域 / 013
1.1.3 虚拟现实与元宇宙 / 022
1.2 虚拟现实技术的基本原理 / 030
1.2.1 虚拟现实的关键核心技术 / 030
1.2.2 虚拟现实系统的构成 / 046
1.3 虚拟现实系统的硬件设备 / 048
1.3.1 虚拟现实系统的输出设备 / 048
1.3.2 虚拟现实系统的输入设备 / 051
1.3.3 虚拟现实系统的生成设备 / 052
1.4 虚拟现实系统的开发工具 / 054
1.4.1 虚拟现实系统的三维建模工具 / 054
1.4.2 虚拟现实项目开发的主要脚本语言及工具 / 061
1.4.3 虚拟现实系统的开发引擎 / 065
1.5 本章实践项目 / 070
实践项目一：Unity 3D的安装及配置 / 070
第2章 虚拟三维场景与基础地形制作080
2.1 虚拟三维场景 / 080
2.2 基础地形的制作与优化 / 082
2.2.1 基础地形绘制 / 082
2.2.2 地形场景的优化 / 099
2.2.3 地形的导出和导入 / 106
2.3 本章实践项目 / 111
实践项目二：山峰地形制作 / 112
实践项目三：岛屿地形制作 / 119
实践项目四：雪地地形制作 / 128
实践项目五：沙漠地形制作 / 134
第3章 灯光系统142
3.1 灯光系统概述 / 142
3.1.1 灯光系统的分类 / 143
3.1.2 灯光系统制作案例——手电筒效果制作 / 145
3.2 灯光系统与烘焙贴图 / 150
3.2.1 烘焙光照 / 150
3.2.2 烘焙参数设置 / 152
3.2.3 场景烘焙案例 / 154
3.3 材质与贴图 / 156
3.3.1 Unity中的透明玻璃和彩色玻璃的制作方法 / 157
3.3.2 彩色玻璃的效果制作 / 159
3.3.3 金属材质的效果制作 / 160
3.3.4 普通木地板的效果制作 / 163
3.3.5 带孔镂空金属板的效果制作 / 169
第4章 可视化交互开发脚本工具PlayMaker174
4.1 PlayMaker简介、安装及基本界面操作 / 174
4.1.1 PlayMaker简介 / 174
4.1.2 PlayMaker的安装 / 175
4.1.3 PlayMaker基本界面操作 / 178
4.2 PlayMaker的基础功能应用 / 182
4.2.1 基础功能之材质切换 / 183
4.2.2 基础功能之开关灯 / 196
4.2.3 基础功能之开关音乐 / 204
4.2.4 基础功能之视角切换 / 215
4.3 本章实践项目 / 224
实践项目六：PlayMaker开关手电筒 / 225
实践项目七：感应灯区域检测及延时触发 / 234
第5章 粒子系统244
5.1 粒子特效概述 / 244
5.2 粒子特效案例制作 / 245
5.2.1 粒子系统的创建 / 245
5.2.2 粒子系统功能模块介绍 / 246
5.2.3 火焰特效案例分析 / 250
5.2.4 战斗机尾焰案例分析 / 255
5.2.5 云雾粒子特效制作 / 259
5.2.6 下雨粒子特效制作 / 264
5.3 本章实践项目 / 272
实践项目八：落叶粒子特效制作 / 272
实践项目九：瀑布粒子特效制作 / 278
第6章 物理系统285
6.1 物理系统概述 / 285
6.2 刚体组件及其应用 / 287
6.3 物理材质组件及其应用 / 294
6.4 碰撞体组件及其应用 / 299
6.5 布料组件及其应用 / 309
6.6 关节组件及其应用 / 324
6.7 本章实践项目 / 359
实践项目十：物理系统综合案例 / 359
第7章 基于VR头盔和手柄的交互开发技术364
7.1 基础开发环境配置与运行 / 364
7.1.1 HTC开发环境配置与运行 / 364
7.1.2 Pico开发环境配置与运行 / 370
7.2 场景瞬移 / 381
7.3 物体拾取 / 385
7.3.1 物体拾取的步骤 / 385
7.3.2 “Teleporting”预制体的作用和工作原理 / 386
7.4 线性拖拽 / 388
7.5 VR射线交互 / 391
7.6 本章实践项目 / 400
实践项目十一：地形场景VR交互案例 / 400
实践项目十二：园林漫游VR项目案例 / 405
第8章 三维全景技术423
8.1 三维全景技术概述 / 423
8.1.1 全景技术介绍 / 423
8.1.2 全景视频 / 425
8.2 三维全景技术的硬件设备 / 426
8.2.1 三维全景技术的设备介绍 / 426
8.2.2 全景项目开发 / 428
8.3 三维全景影像拍摄与处理 / 429
8.3.1 全景影像的拍摄 / 429
8.3.2 全景视频画面处理 / 432
8.4 全景视频播放与交互设计 / 436
8.4.1 全景视频导入及播放（计算机端） / 436
8.4.2 全景视频交互功能实现 / 440
8.4.3 全景视频的VR端观看 / 447
参考文献452
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