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第1章 虚拟现实技术概述1

1.1虚拟现实技术的基本概念1

1.1.1虚拟现实的概念1

1.1.2虚拟现实的原理和本质2

1.1.3虚拟现实技术与其他技术的关系3

1.2虚拟现实技术的发展历程4

1.2.1虚拟现实技术的萌芽阶段5

1.2.2虚拟现实系统的产生和初步形成6

1.2.3虚拟现实技术的高速发展和完善7

1.3虚拟现实技术的特性和系统组成8

1.3.1虚拟现实技术的特性8

1.3.2虚拟现实系统的组成9

1.4虚拟现实技术的分类与应用10

1.4.1虚拟现实技术的分类10

1.4.2虚拟现实技术的应用13

本章小结21

练习与思考21

第2章 虚拟现实系统的硬件设备22

2.1虚拟现实的生成设备22

2.1.1高性能个人计算机22

2.1.2图形工作站22

2.1.3巨型机24

2.1.4分布式网络计算机25

2.2虚拟现实交互设备25

2.2.1视觉显示设备25

2.2.2听觉感知设备29

2.2.3虚拟物体操作设备31

2.2.4运动捕捉设备35

本章小结39

练习与思考40

第3章 虚拟现实的相关技术41

3.1虚拟现实中的计算机图形学原理41

3.1.1三维图形绘制原理41

3.1.2坐标系42

3.1.3透视投影44

3.1.4三维裁剪45

3.1.5三维消隐45

3.2虚拟现实建模技术45

3.2.1几何建模技术46

3.2.2物理建模技术49

3.2.3运动建模技术50

3.3实时动态绘制技术51

3.3.1实时动态绘制技术的基本原理51

3.3.2实时动态绘制技术简介51

3.4人机自然交互技术53

3.4.1手势识别技术53

3.4.2面部表情识别技术53

3.4.3眼动跟踪53

3.4.4触觉、力觉反馈传感技术54

3.5三维虚拟声音技术54

3.5.1三维虚拟声音的特征55

3.5.2语音识别与合成技术55

本章小结57

练习与思考57

第4章 三维建模工具软件3ds Max58

4.1三维建模工具软件简介58

4.1.1 3ds Max58

4.1.2 XSI59

4.1.3 Maya59

4.2 3ds Max基础知识60

4.2.1 3ds Max的工作界面60

4.2.2对象64

4.3 3ds Max基本操作66

4.3.1创建对象66

4.3.2对象属性69

4.3.3变换对象70

4.3.4对象的复制73

4.3.5常用辅助工具76

4.4几何体的创建77

4.4.1标准基本体77

4.4.2扩展基本体78

4.4.3创建二维图形79

4.5修改和编辑模型81

4.5.1三维几何体的编辑修改器82

4.5.2二维图形的编辑和修改89

4.6高级建模99

4.6.1网格建模99

4.6.2多边形建模102

4.6.3面片建模107

4.6.4 NURBS建模109

4.7材质和贴图113

4.7.1材质113

4.7.2贴图119

4.8灯光和摄影机121

4.8.1灯光基础知识122

4.8.2灯光类型122

4.8.3灯光的基本参数124

4.8.4摄影机简介126

4.8.5摄影机的基本参数127

4.9 3ds Max模型和OpenGL技术129

4.9.1 OpenGL技术简介129

4.9.2 3ds Max模型在OpenGL中的使用130

本章小结130

练习与思考131

第5章 OpenGL程序设计基础133

5.1 OpenGL基础知识133

5.1.1 OpenGL简介133

5.1.2 OpenGL的主要功能134

5.1.3 OpenGL的函数库134

5.1.4 OpenGL函数命名规则135

5.1.5 OpenGL的数据类型135

5.1.6 OpenGL的工作方式136

5.1.7 OpenGL是状态机137

5.2 OpenGL实用工具包137

5.3简单的OpenGL应用程序139

5.3.1创建基于控制台的OpenGL应用程序139

5.3.2创建基于SDK的OpenGL应用程序141

5.3.3创建基于MFC的OpenGL应用程序151

本章小结155

练习与思考155

第6章 OpenGL图形绘制和变换156

6.1基本图形绘制156

6.1.1基本图元描述156

6.1.2绘制平面图形158

6.2坐标变换166

6.2.1坐标变换的基本概念166

6.2.2视点变换167

6.2.3模型变换168

6.2.4投影变换169

6.2.5视口变换173

6.2.6矩阵堆栈操作174

6.2.7综合应用实例176

本章小结182

练习与思考182

第7章 OpenGL三维场景真实感图形显示技术183

7.1真实感显示技术的基本概念183

7.2颜色模型184

7.2.1 RGB模式184

7.2.2颜色索引模式186

7.2.3应用实例187

7.3光照模型与材质191

7.3.1光照基本知识191

7.3.2创建光源192

7.3.3选择光照模型196

7.3.4材质的定义197

7.3.5综合应用实例199

7.4纹理映射202

7.4.1纹理的定义202

7.4.2控制纹理滤波204

7.4.3纹理处理205

7.4.4多重纹理206

7.4.5应用实例207

7.5 OpenGL综合应用实例——粒子系统实现216

7.5.1粒子系统简介216

7.5.2基于面向对象程序设计方法的粒子系统构建217

7.5.3用粒子系统模拟火焰和消防水枪喷射效果221

本章小结223

练习与思考223

第8章 虚拟现实系统综合开发实例225

8.1虚拟环境中三维模型的实现225

8.1.1三维模型建造的基本原则225

8.1.2三维模型建造实例226

8.2 3ds模型与OpenGL混合编程简介228

8.2.1 3ds文件格式简介228

8.2.2导入3ds文件到OpenGL中229

8.3虚拟现实消防灭火三维场景的构建243

8.3.1应用实例简述243

8.3.2场景模型的构建244

8.3.3初始化场景250

8.3.4键盘交互实现251

8.3.5多视口的实现254

8.3.6主函数的实现255

本章小结255

练习与思考255

参考文献257