X3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

內(nèi)容概要

張金釗、張金銳、張金鏑所著的《x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)：第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)動畫游戲設(shè)計》全面介紹了計算機(jī)前沿科技x3d(exteible
3d)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維立體動畫游戲程序設(shè)計。x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計，是目前計算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域最前沿的一種新型開發(fā)技術(shù)，它是寬帶網(wǎng)絡(luò)、多媒體、游戲設(shè)計、虛擬人設(shè)計、人工智能、信息地理、粒子煙火、x3d／cad組件、x3d事件工具組件，以及x3d網(wǎng)絡(luò)通信節(jié)點(diǎn)設(shè)計相融合的高科技產(chǎn)品。x3d大有一統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)三維立體設(shè)計的趨勢，具有劃時代的意義，是把握未來網(wǎng)絡(luò)、多媒體、游戲設(shè)計及人工智能的關(guān)鍵技術(shù)，是21世紀(jì)計算機(jī)領(lǐng)域的核心所在。
《x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)：第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)動畫游戲設(shè)計》是目前虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域最前沿計算機(jī)教科書，是集計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)、游戲設(shè)計、虛擬人設(shè)計、粒子煙火、動畫游戲設(shè)計、信息地理，以及人工智能于一身的實(shí)用教科書。全書內(nèi)容豐富，敘述由淺入深，思路清晰，結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)。本書配有大量的x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)源程序?qū)嵗?，從而使讀者更加容易掌握x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維立體網(wǎng)絡(luò)動畫游戲程序設(shè)計。
《x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)：第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)動畫游戲設(shè)計》可以作為計算機(jī)軟件專業(yè)開發(fā)人員和工程技術(shù)人員科技圖書，也可以作為高等院校研究生、本科生、專科生的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體、游戲設(shè)計、數(shù)字藝術(shù)設(shè)計、機(jī)械加工設(shè)計、美術(shù)裝潢設(shè)計、建筑規(guī)劃設(shè)計、虛擬信息地理、虛擬醫(yī)療、軍事模擬、航空航天以及仿古等專業(yè)科技圖書。

書籍目錄

第1章 x3d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概述 
第2章 x3d元數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu) 
第3章 x3d簡單三維立體幾何組件 
第4章 x3d組組件 
第5章 x3d視點(diǎn)與導(dǎo)航組件 
第6章 x3d影視播放紋理組件 
第7章 x3d三維立體曲面設(shè)計 
第8章 x3d三維動畫設(shè)計 
第9章 x3d動畫游戲設(shè)計 
第10章 x3d事件工具與腳本組件 
第11章 x3d幾何2d組件 
第12章 x3d燈光環(huán)境渲染組件 
第13章 x3d檢測器、聲音效果組件 
第14章 x3d三角形、四邊形幾何組件 
第15章 x3d自定義節(jié)點(diǎn)組件 
第16章 x3d設(shè)計中的cad組件 
第17章 x3d分布式交互模擬組件 
第18章 x3d地理信息組件 
第19章 x3d虛擬人動畫組件 
第20章 x3d虛擬現(xiàn)實(shí)綜合項(xiàng)目實(shí)例

章節(jié)摘錄

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是以計算機(jī)技術(shù)為平臺，利用虛擬現(xiàn)實(shí)硬件、軟件資源，實(shí)現(xiàn)的一種極其復(fù)雜的人與計算機(jī)之間的交互和溝通過程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類創(chuàng)建一個虛擬空間，并向參與者提供視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、導(dǎo)航漫游等身臨其境的感受，與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的三維造型和場景進(jìn)行交互和感知，親身體驗(yàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)世界遨游的神秘、暢想、浩瀚感受。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過計算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在思想技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)大有一統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)三維立體設(shè)計的趨勢，具有劃時代的意義。 　　計算機(jī)將人類社會帶人嶄新的信息時代，尤其是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，使地球變成了一個地球村。早期的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要傳送文字、數(shù)字等信息，隨著多媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用，使目前計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無法承受如此巨大的信息量，為此，人們開發(fā)出信息高速公路，即寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而在信息高速公路上馳騁的高速跑車就是X3D（Extensible 3D，可擴(kuò)展3D）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)／虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，即第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計。使用計算機(jī)前沿科技增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)／虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)、設(shè)計生動、鮮活的三維立體軟件項(xiàng)目，使讀者能夠真正體會到軟件開發(fā)的實(shí)際意義和真實(shí)效果，從中獲得無窮樂趣。 　　1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及基本特性 　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指利用計算機(jī)系統(tǒng)、多種虛擬現(xiàn)實(shí)專用設(shè)備和軟件構(gòu)造一種虛擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境直接進(jìn)行自然交互和溝通。人類是世界的主宰，人通過虛擬現(xiàn)實(shí)硬件設(shè)備（如三維頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維語音識別系統(tǒng)等）與虛擬現(xiàn)實(shí)計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交流和溝通，使人親身感受到虛擬現(xiàn)實(shí)空間真實(shí)的、身臨其境的快感。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與其他計算機(jī)系統(tǒng)的最本質(zhì)區(qū)別是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)“模擬真實(shí)的環(huán)境”，即它模擬的是“真實(shí)環(huán)境、場景和造型”，把“虛擬空間”和“現(xiàn)實(shí)空間”有機(jī)地結(jié)合從而形成一個虛擬的時空隧道，即虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)多感知性、沉浸感、交互性、想象力，以及強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能、多媒體技術(shù)、人工智能、計算機(jī)圖形學(xué)、動態(tài)交互智能感知和程序驅(qū)動三維立體造型與場景等基本特征?；咎卣鹘榻B如下。 　?。?）多感知性。是指除了一般計算機(jī)技術(shù)所具有的視覺感知之外，還有聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知，甚至還包括味覺感知、嗅覺感知等一切人類所具有的感知功能。 　?。?）沉浸感。又稱臨場感，指用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的模擬環(huán)境應(yīng)該使用戶難以分辨真假，使用戶全身心地投入到計算機(jī)創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中，該環(huán)境中的一切看上去是真實(shí)的，聽上去是真實(shí)的，動起來是真實(shí)的，甚至聞起來、嘗起來等一切感覺都是真實(shí)的，如同在現(xiàn)實(shí)世界中的感覺一樣。 　　（3）交互性。指用戶對模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境中得到反饋的自然程度（包括實(shí)時性）。用戶可以用手去直接抓取模擬環(huán)境中虛擬的物體，這時手有握著東西的感覺，并可以感覺物體的重量，視野中被抓的物體也能立刻隨著手的移動而移動。 　　（4）想象力。指強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)具有廣闊的可想象力和創(chuàng)造力，充分發(fā)揮人們的想象空間，拓寬人類未知領(lǐng)域的潛能使之發(fā)揮到極致。在虛擬空間不僅可再現(xiàn)真實(shí)存在的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。在虛擬多維信息空間中，充分發(fā)揮人類的想象力和創(chuàng)造力，依靠人類的認(rèn)識和感知能力獲取知識，發(fā)揮主觀能動性，去拓寬知識領(lǐng)域，開發(fā)新的產(chǎn)品，把“虛擬”和“現(xiàn)實(shí)”有機(jī)地結(jié)合起來，使人類的生活更加富足、美滿和幸福。 　?。?）具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能?？梢酝ㄟ^運(yùn)行X3D程序直接接人Internet，創(chuàng)建三維立體網(wǎng)頁與網(wǎng)站。 　?。?）具有多媒體功能。能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體制作，將文字、語音、圖像、影片等融人三維立體場景，并合成聲音、圖像及影片達(dá)到舞臺影視效果。 　?。?）具有人工智能。主要體現(xiàn)在X3D具有感知功能。利用感知傳感器節(jié)點(diǎn)，來感受用戶及造型之間的動態(tài)交互感覺。 　?。?）配備虛擬現(xiàn)實(shí)硬件設(shè)備和程序驅(qū)動技術(shù)。一般來說，一個完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由高性能計算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)、以語音識別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)、立體鼠標(biāo)、跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備，以及味覺、嗅覺、觸覺及力覺反饋系統(tǒng)等增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)功能單元構(gòu)成。 　　2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分類 　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分類主要包括增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和純軟件虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。 　?。?）增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時地疊加到了同一個畫面或空間而同時存在。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)提供了在一般情況下不同于人類可以感知的信息。它不僅展現(xiàn)了真實(shí)世界的信息，而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補(bǔ)充、疊加。在視覺化的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，用戶利用頭盔顯示器，把真實(shí)世界與計算機(jī)圖形多重合成在一起，便可以看到真實(shí)的世界圍繞著它。 　?。?）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。也稱最佳虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模式，選用了完備、先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)硬件設(shè)備和虛擬現(xiàn)實(shí)的軟件技術(shù)支持。在虛擬現(xiàn)實(shí)硬件和軟件投資方面規(guī)模比較大，效果自然顯著，適合于大中型企業(yè)使用。 　?。?）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。是指基于網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境，將位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境通過網(wǎng)絡(luò)連接，并共享信息資源，使用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)空間更好地協(xié)調(diào)工作。這些人既可以在同一個地方工作，也可以在世界各個不同的地方工作，彼此之間可以通過分布式虛擬網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)聯(lián)系在一起，共享計算機(jī)資源。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，可以利用分布式計算機(jī)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的計算能力，又可以利用分布式本身特性，再加之虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使人們真正感受虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)所帶來的巨大魅力?！　　?/pre>








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