虚拟现实与增强现实开发实例教程（基于Unity3D与UE4）

作者: 金益张量

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2022-04

版次: 1

ISBN: 9787111722090

定价: 49.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 184页

字数: 284千字

分类: 教材教辅考试>教材>高职教材>计算机与互联网

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本书是国家职业教育智能控制技术专业教学资源库配套教材。
  本书围绕虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术和增强现实（Augmented Reality，AR）技术的关键环节展开，通过漫游吴地廉石数字博物馆、重走海上丝绸之路—郑和下西洋VR项目、走近中国唐诗文化—静夜思VR项目、领略工匠精神—现代风格客厅样板间VR项目、探索吴文化遗产—苏州盘门明信片AR项目五大情境，详细介绍了基于Unity3D和Unreal Engine 4（UE4）平台的VR、AR案例开发。每个学习情境都由学习目标、项目分析、知识储备、项目实现、项目小结等模块组成。值得一提的是，本书在学习目标中着重引入了素养目标，将VR、AR与爱国情怀、立德树人融为一体，为我国VR、AR数字技术的发展提供了借鉴。本书配有详细的案例源文件，读者可以扫描书中二维码来获取更为详细的微课资源。与本书配套的数字课程将在“微知库”网站上线，读者可登录网站进行学习，详见“微知库服务指南”。
  本书适合作为高职高专及职业本科院校虚拟现实技术应用专业的相关课程教材，也可供虚拟现实相关专业技术人员参考。
  本书配有授课电子课件及其他配套资源（案例素材、习题答案、教学大纲、源代码等），需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后下载，或联系编辑索取（微信：13261377872，电话：010-88379739）。金益，苏州市职业大学计算机工程学院虚拟现实应用技术专业带头人，副教授；CCF计算机学会虚拟现实专委会秘书。2003年参加工作以来，共发表专业论文20余篇，其中核心期刊3篇，EI检索1篇。主持科研项目其中省部级2项、市厅级3项、局县级4项、校级4项；参与其他科研项目6项；主编教材1部、副主编教材1部、参编3部。校内年度嘉奖2次、校内教学质量优秀3次、荣获2017年度优秀共产党员称号，2017年校青蓝工程优秀青年骨干教师培养对象，2018年江苏省高校青蓝工程优秀教学团队成员。指导学生获得全国职业院校技能大赛虚拟现实技术赛项一等奖，江苏省职业院校技能大赛虚拟现实技术赛项一等奖。前言

学习情境1 漫游吴地廉石数字博物馆1

学习目标1

项目分析1

知识储备3

任务1.1 基本概念3

1.1.1 虚拟现实的前世今生3

1.1.2 虚拟现实的重要意义6

1.1.3 VR、AR与MR的概念辨析9

任务1.2 主要应用10

1.2.1 三维漫游与展示10

1.2.2 数字媒体与娱乐10

1.2.3 系统仿真与模拟训练12

1.2.4 虚拟地理环境12

1.2.5 创意展示与体验13

1.2.6 社交与媒体传播13

任务1.3 虚拟现实硬件设备14

1.3.1 头显设备14

1.3.2 非头戴式VR设备15

1.3.3 主流产品与解决方案17

任务1.4 VR/AR行业发展19

1.4.1 VR/AR产业现状19

1.4.2 VR/AR与行业的融合20

1.4.3 VR/AR产业发展预测26

项目小结27

课后练习27

学习情境2 重走海上丝绸之路—郑和下西洋VR项目29

学习目标29

项目分析29

项目实现30

任务2.1 开发环境的搭建31

2.1.1 Unity3D的下载与安装31

2.1.2 Unity的好搭档Visual Studio36

2.1.3 创建项目与场景36

任务2.2 外部资源导入38

2.2.1 外部资源规范化38

2.2.2 导入的流程实施40

任务2.3 开发GUI42

2.3.1 基本控件认识42

2.3.2 UI的制作45

任务2.4 交互设计47

2.4.1 获取PicoVR SDK47

2.4.2 手柄交互49

2.4.3 摄像机视角处理54

2.4.4 录制动画57

任务2.5 添加文字特效62

任务2.6 添加场景音乐65

任务2.7 跨平台发布66

2.7.1 Android平台环境配置66

2.7.2 项目的打包69

项目小结70

课后练习71

学习情境3 走近中国唐诗文化—静夜思VR项目72

学习目标72

项目分析72

项目实现72

任务3.1 HTC Vive设备的安装与配置73

3.1.1 HTC Vive设备简介73

3.1.2 HTC Vive安装配置74

3.1.3 Steam软件平台的安装与调试76

任务3.2 场景构建80

3.2.1 资源导入80

3.2.2 安装VRTK插件81

3.2.3 添加HTC Vive设备控制81

3.2.4 实现场景瞬移84

任务3.3 UI制作86

3.3.1 主菜单界面设计86

3.3.2 其他UI设计88

任务3.4 交互实现89

3.4.1 “开始”按钮交互90

3.4.2 室内道具交互90

任务3.5 项目发布96

项目小结97

课后练习97

学习情境4 领略工匠精神—现代风格客厅样板间VR项目99

学习目标99

项目分析99

项目实现99

任务4.1 初识虚幻引擎UE4100

4.1.1 UE4软件简介100

4.1.2 UE4工作环境101

4.1.3 UE4的下载与安装101

任务4.2 场景搭建104

4.2.1 创建项目105

4.2.2 放置对象106

4.2.3 赋予材质110

任务4.3 光效处理116

4.3.1 认识虚幻的光源116

4.3.2 室内灯光布置118

4.3.3 测试构建121

任务4.4 蓝图编辑器123

4.4.1 认识蓝图123

4.4.2 制作触发式开关门124

4.4.3 制作按键式开关灯130

4.4.4 制作视频材质133

任务4.5 创建碰撞外壳139

4.5.1 创建客厅墙体碰撞外壳139

4.5.2 创建客厅地板碰撞外壳139

4.5.3 创建客厅大门碰撞外壳140

任务4.6 打包输出141

项目小结142

课后练习142

学习情境5 探索吴文化遗产—苏州盘门明信片AR项目143

学习目标143

项目分析143

项目实现144

任务5.1 开发环境的搭建145

5.1.1 AR引擎的选择145

5.1.2 环境配置146

任务5.2 注册识别图150

5.2.1 识别原理及过程150

5.2.2 识别图设计规则150

5.2.3 注册过程实施152

任务5.3 实现交互158

5.3.1 导入资源159

5.3.2 显示模型160

5.3.3 实现动画162

5.3.4 实现旋转和缩放164

5.3.5 添加音效167

任务5.4 App发布测试169

5.4.1 输出设置169

5.4.2 发布步骤169

5.4.3 安装测试172

项目小结173

课后练习173

附录 174

附录A “微知库”服务指南174

附录B 微课索引175

参考文献 176
内容简介:
本书是国家职业教育智能控制技术专业教学资源库配套教材。
  本书围绕虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术和增强现实（Augmented Reality，AR）技术的关键环节展开，通过漫游吴地廉石数字博物馆、重走海上丝绸之路—郑和下西洋VR项目、走近中国唐诗文化—静夜思VR项目、领略工匠精神—现代风格客厅样板间VR项目、探索吴文化遗产—苏州盘门明信片AR项目五大情境，详细介绍了基于Unity3D和Unreal Engine 4（UE4）平台的VR、AR案例开发。每个学习情境都由学习目标、项目分析、知识储备、项目实现、项目小结等模块组成。值得一提的是，本书在学习目标中着重引入了素养目标，将VR、AR与爱国情怀、立德树人融为一体，为我国VR、AR数字技术的发展提供了借鉴。本书配有详细的案例源文件，读者可以扫描书中二维码来获取更为详细的微课资源。与本书配套的数字课程将在“微知库”网站上线，读者可登录网站进行学习，详见“微知库服务指南”。
  本书适合作为高职高专及职业本科院校虚拟现实技术应用专业的相关课程教材，也可供虚拟现实相关专业技术人员参考。
  本书配有授课电子课件及其他配套资源（案例素材、习题答案、教学大纲、源代码等），需要的教师可登录www.cmpedu.com免费注册，审核通过后下载，或联系编辑索取（微信：13261377872，电话：010-88379739）。
作者简介:
金益，苏州市职业大学计算机工程学院虚拟现实应用技术专业带头人，副教授；CCF计算机学会虚拟现实专委会秘书。2003年参加工作以来，共发表专业论文20余篇，其中核心期刊3篇，EI检索1篇。主持科研项目其中省部级2项、市厅级3项、局县级4项、校级4项；参与其他科研项目6项；主编教材1部、副主编教材1部、参编3部。校内年度嘉奖2次、校内教学质量优秀3次、荣获2017年度优秀共产党员称号，2017年校青蓝工程优秀青年骨干教师培养对象，2018年江苏省高校青蓝工程优秀教学团队成员。指导学生获得全国职业院校技能大赛虚拟现实技术赛项一等奖，江苏省职业院校技能大赛虚拟现实技术赛项一等奖。
目录:
前言

学习情境1 漫游吴地廉石数字博物馆1

学习目标1

项目分析1

知识储备3

任务1.1 基本概念3

1.1.1 虚拟现实的前世今生3

1.1.2 虚拟现实的重要意义6

1.1.3 VR、AR与MR的概念辨析9

任务1.2 主要应用10

1.2.1 三维漫游与展示10

1.2.2 数字媒体与娱乐10

1.2.3 系统仿真与模拟训练12

1.2.4 虚拟地理环境12

1.2.5 创意展示与体验13

1.2.6 社交与媒体传播13

任务1.3 虚拟现实硬件设备14

1.3.1 头显设备14

1.3.2 非头戴式VR设备15

1.3.3 主流产品与解决方案17

任务1.4 VR/AR行业发展19

1.4.1 VR/AR产业现状19

1.4.2 VR/AR与行业的融合20

1.4.3 VR/AR产业发展预测26

项目小结27

课后练习27

学习情境2 重走海上丝绸之路—郑和下西洋VR项目29

学习目标29

项目分析29

项目实现30

任务2.1 开发环境的搭建31

2.1.1 Unity3D的下载与安装31

2.1.2 Unity的好搭档Visual Studio36

2.1.3 创建项目与场景36

任务2.2 外部资源导入38

2.2.1 外部资源规范化38

2.2.2 导入的流程实施40

任务2.3 开发GUI42

2.3.1 基本控件认识42

2.3.2 UI的制作45

任务2.4 交互设计47

2.4.1 获取PicoVR SDK47

2.4.2 手柄交互49

2.4.3 摄像机视角处理54

2.4.4 录制动画57

任务2.5 添加文字特效62

任务2.6 添加场景音乐65

任务2.7 跨平台发布66

2.7.1 Android平台环境配置66

2.7.2 项目的打包69

项目小结70

课后练习71

学习情境3 走近中国唐诗文化—静夜思VR项目72

学习目标72

项目分析72

项目实现72

任务3.1 HTC Vive设备的安装与配置73

3.1.1 HTC Vive设备简介73

3.1.2 HTC Vive安装配置74

3.1.3 Steam软件平台的安装与调试76

任务3.2 场景构建80

3.2.1 资源导入80

3.2.2 安装VRTK插件81

3.2.3 添加HTC Vive设备控制81

3.2.4 实现场景瞬移84

任务3.3 UI制作86

3.3.1 主菜单界面设计86

3.3.2 其他UI设计88

任务3.4 交互实现89

3.4.1 “开始”按钮交互90

3.4.2 室内道具交互90

任务3.5 项目发布96

项目小结97

课后练习97

学习情境4 领略工匠精神—现代风格客厅样板间VR项目99

学习目标99

项目分析99

项目实现99

任务4.1 初识虚幻引擎UE4100

4.1.1 UE4软件简介100

4.1.2 UE4工作环境101

4.1.3 UE4的下载与安装101

任务4.2 场景搭建104

4.2.1 创建项目105

4.2.2 放置对象106

4.2.3 赋予材质110

任务4.3 光效处理116

4.3.1 认识虚幻的光源116

4.3.2 室内灯光布置118

4.3.3 测试构建121

任务4.4 蓝图编辑器123

4.4.1 认识蓝图123

4.4.2 制作触发式开关门124

4.4.3 制作按键式开关灯130

4.4.4 制作视频材质133

任务4.5 创建碰撞外壳139

4.5.1 创建客厅墙体碰撞外壳139

4.5.2 创建客厅地板碰撞外壳139

4.5.3 创建客厅大门碰撞外壳140

任务4.6 打包输出141

项目小结142

课后练习142

学习情境5 探索吴文化遗产—苏州盘门明信片AR项目143

学习目标143

项目分析143

项目实现144

任务5.1 开发环境的搭建145

5.1.1 AR引擎的选择145

5.1.2 环境配置146

任务5.2 注册识别图150

5.2.1 识别原理及过程150

5.2.2 识别图设计规则150

5.2.3 注册过程实施152

任务5.3 实现交互158

5.3.1 导入资源159

5.3.2 显示模型160

5.3.3 实现动画162

5.3.4 实现旋转和缩放164

5.3.5 添加音效167

任务5.4 App发布测试169

5.4.1 输出设置169

5.4.2 发布步骤169

5.4.3 安装测试172

项目小结173

课后练习173

附录 174

附录A “微知库”服务指南174

附录B 微课索引175

参考文献 176