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第1章 虚拟现实技术概述1

1.1 虚拟现实技术基本概念1

1.2 虚拟现实技术发展史2

1.3 虚拟现实技术特征和系统组成4

1.3.1 虚拟现实技术的特性4

1.3.2 虚拟现实系统的组成5

1.4 虚拟现实系统分类7

1.4.1 桌面式虚拟现实系统7

1.4.2 沉浸式虚拟现实系统7

1.4.3 增强式虚拟现实系统8

1.4.4 分布式虚拟现实系统8

1.5 虚拟现实技术的应用领域9

1.5.1 教育领域9

1.5.2 军事领域10

1.5.3 城市仿真10

1.5.4 工业应用11

1.5.5 医学领域12

1.5.6 科学计算可视化12

1.5.7 艺术与娱乐13

1.6 虚拟现实技术研究现状14

1.6.1 国外研究现状14

1.6.2 国内研究现状15

本章小结16

习题116

第2章 虚拟现实建模语言VRML17

2.1 VRML基本概念17

2.1.1 VRML的发展历程17

2.1.2 VRML的特点18

2.2 VRML编辑器与浏览器19

2.2.1 VRML编辑器19

2.2.2 VRML浏览器22

2.3 VRML的组成要素24

2.3.1 节点（node）和域（field）24

2.3.2 事件（Event）和路由（Route）26

2.3.3 VRML的通用语法结构26

2.4 VRML的空间计量29

本章小结30

习题230

第3章 基本几何模型32

3.1 外形节点Shape32

3.2 立方体节点的创建34

3.3 球体节点的创建36

3.4 圆柱体节点的创建36

3.5 圆锥体节点的创建38

3.6 文本节点造型40

3.6.1 文本造型节点的基本使用40

3.6.2 FontStyle节点42

3.7 基本几何节点综合实例44

本章小结46

习题346

第4章 空间变换与群节点47

4.1 坐标变换节点47

4.2 坐标系的平移52

4.3 坐标系的旋转55

4.3.1 绕指定轴的旋转55

4.3.2 绕定点的旋转56

4.4 坐标系的缩放57

4.4.1 按坐标轴的缩放57

4.4.2 绕定点的缩放58

4.5 编组节点60

4.6 内联、选择开关与超链接节点63

4.6.1 内联节点63

4.6.2 选择开关节点64

4.6.3 超链接节点66

4.7 坐标变换与群节点综合举例68

本章小结72

习题472

第5章 复杂造型74

5.1 点、线、面集合与Coordinate节点74

5.2 点集合造型74

5.2.1 点集合节点PointSet74

5.2.2 Color节点75

5.3 线集合造型76

5.4 面集合造型78

5.5 地表节点造型81

5.6 挤出节点造型85

5.7 复杂造型综合举例90

本章小结95

习题596

第6章 造型外观设计98

6.1 设置造型外观98

6.2 造型节点的材质99

6.3 纹理节点102

6.3.1 纹理映射的基本概念102

6.3.2 使用静态图像实现纹理映射103

6.3.3 像素纹理的使用106

6.3.4 动态纹理的使用108

6.3.5 纹理变换111

6.4 细节层次的控制113

6.5 布告牌的使用114

6.6 造型外观综合实例117

本章小结117

习题6117

第7章 环境设计与视点控制119

7.1 添加背景119

7.2 雾化效果123

7.3 视点控制124

7.4 虚拟场景的参数设置126

7.4.1 VRML场景的附加信息126

7.4.2 VRML场景参数的控制127

7.5 综合实例129

本章小结131

习题7131

第8章 光照与声音133

8.1 虚拟场景中的光源133

8.2 光源节点134

8.2.1 点光源PointLight134

8.2.2 平行光源DirectionalLight137

8.2.3 汇聚光源SpotLight139

8.3 添加阴影141

8.4 声音节点142

8.4.1 Sound节点142

8.4.2 AudioClip节点和MovieTexture节点144

8.5 综合实例147

本章小结149

习题8149

第9章 动画与交互150

9.1 事件与路由150

9.2 时间传感器节点151

9.3 插补器节点152

9.3.1 颜色插补器ColorInterpolator152

9.3.2 位置插补器PositionInterpolator154

9.3.3 法线插补器NormalInterpolator157

9.3.4 方位插补器OritationInterpolator158

9.3.5 坐标插补器CoordinatorInterpolator160

9.3.6 标量插补器ScalarInterpolator162

9.3.7 时间传感器与插补器实现动画综合实例164

9.4 交互传感器167

9.4.1 接触检测器TouchSensor167

9.4.2 平面移动型传感器PlaneSensor169

9.4.3 单轴旋转型检测器CylinderSensor172

9.4.4 定点旋转型检测器SphereSensor174

9.4.5 可见感知节点VisibiltyySensor176

9.4.6 接近感知器节点Proximity179

9.4.7 碰撞节点Collision181

9.5 动画与交互综合实例184

本章小结186

习题9186

第10章 脚本设计187

10.1 脚本语言187

10.2 脚本节点Script188

10.3 原型的使用202

10.3.1 定义原型202

10.3.2 外部原型205

10.4 综合实例207

本章小结210

习题10211

第11章 虚拟现实编辑器VRP-Builder212

11.1 VRP的软件特性212

11.2 VRP编辑器的下载与安装215

11.3 VRP与3ds Max的接口217

11.4 VRP与VRML的接口219

11.5 设置运行窗口与运行预览226

本章小结230

习题11230

第12章 材质、动态贴图与时间轴231

12.1 材质属性的设置231

12.2 ATX动态贴图的制作241

12.3 时间轴的使用249

本章小结255

习题12255

第13章 初级交互界面的使用256

13.1 相机的创建与使用256

13.2 角色动画的创建与使用262

13.3 初级交互界面的使用272

13.4 场景特效278

本章小结281

习题13281

第14章 高级交互界面的使用282

14.1 窗口和控件的使用282

14.1.1 窗口的使用282

14.1.2 控件的使用283

14.2 菜单的使用299

14.3 粒子系统303

14.4 VRP与数据库的连接305

本章小结310

习题14310

第15章 VRP脚本设计311

15.1 VRP脚本编辑器311

15.2 常用的交互式脚本实例313

15.3 综合实例——基于VR太空授课系统的设计332

15.3.1 系统功能模块设计332

15.3.2 模型的设计333

15.3.3 实验动画的实现337

15.3.4 系统设计注意事项340

15.3.5 系统运行341

本章小结344

习题15344

参考文献345