本书是一本用于虚拟现实基础知识和常见应用开发教学的通识类书籍，来源于校企合作的VR课程建设，包含大量的案例。全书采用案例辅助知识要点解析的模式，各开发实操章节均配备相关的应用案例用于课程教学辅助，内容从VR概念到主流硬件平台，从硬件到核心开发软件，再到两种市面主流项目开发关键技术的分解与详细解析，集知识理论和技能实践于一体。读者可以边学边做，实现自主开发VR项目的目标。本书为新形态教材，提供扩展阅读和教学视频，读者可以扫描相应的二维码来获取。本书可以作为高等学校数字媒体、计算机、虚拟现实及动漫制作等相关专业的教材，也可以作为虚拟现实技术从业人员和初学者的入门参考书。

前 言 随着信息技术的快速发展和5G通信技术的应用普及，虚拟现实技术迎来了新的发展机遇。2016年为虚拟现实产业元年。2019年在5G应用的推动下，虚拟现实产业得到了进一步发展。2021年，元宇宙掀起热潮。国内外企业纷纷布局元宇宙领域，成为各界关注热点。虚拟现实作为元宇宙核心支持技术，也得到了更多关注和发展。 新模式新业态不断涌现，必将导致对虚拟现实专业技术人员的迫切需求。现有虚拟现实技术教材多以强调技术原理为主，本书依托教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会、电子工业出版社有限公司联合发起的教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会2020新时代大学计算机赋能教育改革项目“新文科大学计算机赋能教育改革研究”（项目编号：2020-JZW-CT-A02）和教育部新文科研究与改革实践项目“教育部新文科研究与改革实践”（项目编号：2021020001），将“四新”人才培养的理念与行业发展对人才的需求、对岗位标准和技术的要求相结合，以虚拟现实项目开发流程中所要用到的基本知识、原理和关键技术为主线进行讲解。 本书主要特点是：围绕行业应用案例，采用案例辅助知识要点解析的模式，尽量减少冗余的理论内容，紧扣行业用人标准和岗位职业素养要求展开，针对性强、通俗易懂，适合作为高等学校数字媒体、计算机、虚拟现实、动漫制作等相关专业的基础课或通识课的配套教材，也可以作为虚拟现实领域从业人员和初学者的入门参考书。 本书注重案例和原理的解析，依据培养方案进行进阶式能力培养，配备应用案例和教学视频资源，学生可以不受时间和空间的限制进行自主学习。 本书由浅入深，从抽象到具体，按照项目开发的流程展开。从现实生活中虚拟现实技术的应用逐步引出虚拟现实系列概念、虚拟现实软/硬件设备的相关知识，再通过核心关键技术的分层介绍逐步深入，最后通过综合项目开发案例实现VR项目开发全流程的学习和实训。本书通过从模型搭建的标准化到Unity开发、与C#程序的交互，再到三维全景开发等进阶的方式层层递进，使大部分零基础的学生通过课程学习也能实现完整的项目开发，为后续核心专业课的学习和未来从事虚拟现实相关工作打好坚实的基础。 本书以行业典型案例为脉络，共5章，各章主要内容如下。 第1章，虚拟现实概述，主要介绍虚拟现实技术的基本概念、发展历史、特征、技术分类与原理、关键技术、应用与发展及进行虚拟现实开发所需要的软硬件设备。 第2章，虚拟现实开发引擎Unity入门，主要介绍虚拟现实开发引擎Unity 3D的功能、菜单界面、参数解析及案例应用。 第3章，虚拟现实眼镜HTC VIVE开发基础，主要介绍虚拟现实头盔开发的功能及基本使用。 第4章，案例开发之全景视频交互制作，主要介绍全景图、全景视频的基本概念和制作过程。 第5章，案例开发之室内VR场景交互制作，系统讲解运用Unity引擎进行综合项目开发的过程和方法。 本书提供扩展阅读和教学视频资源，读者扫描相应的二维码即可获得。 感谢上海遥知信息技术有限公司为本书提供真实案例和视频教学资源。其他视频课程资料，读者可参考中国大学慕课课程“灵境——虚拟现实技术的应用”和上海遥知教学服务平台“VR专业建设服务”之《虚拟现实技术与应用》教材配套微课。 本书编写团队将持续跟进行业技术发展、岗位需求，不断修订和完善本书。如有疏漏与不妥之处，恳请读者批评指正。 作 者 于南京大学

目 录 第1章 虚拟现实概述 1 1.1 虚拟现实技术简介 2 1.2 虚拟现实与增强现实、混合现实 3 1.3 虚拟现实与元宇宙 3 1.4 虚拟现实主流设备与行业应用场景 5 1.5 虚拟现实项目开发流程 10 本章小结 12 第2章 虚拟现实开发引擎Unity入门 13 2.1 Unity简介 14 2.2 Unity界面 15 2.3 天空盒 22 2.4 光照系统 26 2.5 烘焙模式 31 2.6 灯光探头组件 37 2.7 渲染模式 39 2.8 地形系统 46 2.9 物理系统 54 2.10 粒子系统 58 2.11 项目发布流程 67 本章小结 70 第3章 虚拟现实开发引擎之HTC VIVE基础开发 71 3.1 HTC VIVE 72 3.1.1 HTC VIVE介绍 72 3.1.2 HTC VIVE发展史 73 3.1.3 HTC VIVE开发环境配置 74 3.2 Steam VR 79 3.2.1 Steam VR简介 79 3.2.2 Steam VR Plugin 81 3.2.3 Interaction System 83 3.3 VRTK 97 3.3.1 VRTK概述 97 3.3.2 相关插件的关系 99 3.3.3 配置基础开发环境 99 3.3.4 VRTK基础交互功能模块 105 本章小结 112 第4章 全景视频交互制作案例 113 4.1 全景技术概述 114 4.2 全景素材获取 116 4.3 资源导入交互环境配置 119 4.4 全景视频播放与交互添加 119 4.4.1 全景视频导入Unity播放 119 4.4.2 全景视频交互功能添加 123 4.4.3 手柄交互面板加载 125 4.4.4 视频资源的获取 127 4.4.5 视频播放与暂停方法 129 4.4.6 UI交互功能的实现 132 4.4.7 UI动画控制 134 本章小结 138 第5章 室内VR场景交互制作案例 139 5.1 项目概述 141 5.2 白模渲染和光照添加 142 5.2.1 拼接模型 143 5.2.2 全景视频交互功能添加 147 5.2.3 场景烘焙 149 5.3 灯光添加和屏幕特效 152 5.3.1 布置场景灯光 152 5.3.2 屏幕特效 154 5.4 家具模型导入和设置 157 5.5 交互功能 159 5.5.1 场景漫游 159 5.5.2 交互物体边缘高亮效果 165 5.5.3 UI面板设置 169 5.5.4 手柄UI设置 184 本章小结 200 参考文献 201