随着元宇宙概念的火爆，虚拟现实作为元宇宙场景的重要支持技术，是新一代信息技术的重要前沿方向。本书针对应用型高校教学需要和培养目标，以主流的Unity 3D引擎使用为主线，将行业中新的应用案例、新的技术进行整合，内容包括：虚拟现实技术概述、虚拟现实系统的策划和产品设计流程、Unity 3D开发环境的搭建、Unity 3D基础操作、Unity 3D交互功能开发、地图系统、图形用户界面、综合实例、实践延展等。案例之间具有连贯性，从基础到高阶，从引擎学习到综合案例开发，从软件系统开发到结合开发，培养读者虚拟现实系统开发能力。本书适合作为应用型本科高校虚拟现实、数字媒体及相关专业虚拟现实开发课程的教材，也可作为对虚拟现实感兴趣的广大爱好者与从业者的自学参考用书。

本书经过高校教师和企业工程师的探讨，总结了过往教学过程中的知识点以及实际项目开发时的难点，汇集了大量案例，容易激发学生的学习兴趣，旨在培养熟悉策划、设计、开发等制作流程并能够独立制作虚拟现实应用的综合应用型人才。

朱惠娟，副教授，南京理工大学紫金学院计算机科学与技术专业负责人，2021年江苏高校青蓝工程优秀青年骨干教师，中国计算机学会会员、江苏省计算机学会会员、江苏省微型电脑应用协会多媒体技术专委会委员。近五年，围绕虚拟现实、三维仿真等相关前言问题进行持续深入研究，参与2项国家级虚拟仿真金课的建设、参与4项江苏省省级虚拟仿真金课的建设，主持江苏省高校哲社、江苏省高校自科、校级教改、校级科研、校级精品课程建设等项目7项。先后在《计算机工程与应用》等刊物上发表学术论文15篇，主编《Office高级应用教程》1部，获发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权2项。曾获校级优秀班导师、毕业设计优秀指导老师、学科竞赛优秀指导老师等称号，并获评校级青年教师教学进步奖特等奖。连续多年指导学生参加国家级学科竞赛和江苏省大学生创新创业训练计划项目，获国家级奖项20余项、省级奖项若干，获2022年（第九届）江苏省大学生计算机设计大赛优秀指导教师称号。主讲课程：虚拟现实技术与应用、多媒体技术与应用。

第一部分 理论篇第1章 虚拟现实技术概述21.1 虚拟现实技术的相关介绍21.1.1 虚拟现实技术的概念21.1.2 虚拟现实的发展历程31.1.3 虚拟现实、增强现实、混合现实、 元宇宙的关系61.2 虚拟现实的特点71.2.1 多感知性（multi-sensory）71.2.2 沉浸感（immersion）81.2.3 交互性（interactivity）81.2.4 想象性（imagination）91.3 虚拟现实系统的分类91.3.1 桌面式虚拟现实系统91.3.2 增强式虚拟现实系统101.3.3 沉浸式虚拟现实系统111.3.4 分布式虚拟现实系统121.4 虚拟现实的应用领域131.4.1 教育领域131.4.2 军事领域151.4.3 工业领域171.4.4 建筑领域181.4.5 艺术领域201.4.6 医学领域211.4.7 娱乐领域22小结23思考23第2章 虚拟现实系统的策划和产品 ？设计流程242.1 虚拟现实产品设计242.1.1 产品开发流程242.1.2 产品开发需求分析主要特征252.2 用户需求和产品需求252.2.1 基于用户的功能需求分析262.2.2 基于开发者的系统需求分析262.3 交互原型设计272.3.1 什么是原型272.3.2 原型开发的必要性282.3.3 原型常用的开发工具282.3.4 原型开发的过程292.4 三维模型的制作352.4.1 三维建模的常用方法352.4.2 三维建模的工具362.4.3 三维建模案例382.4.4 三维建模注意事项462.5 主流开发引擎介绍472.5.1 Unity 3D引擎472.5.2 虚幻引擎472.5.3 Cocos引擎48小结49思考49第二部分 实践篇第3章 Unity 3D开发环境的搭建523.1 Unity 3D的介绍523.1.1 Unity 3D的历史523.1.2 Unity 3D的现状533.1.3 Unity 3D的版本543.2 Unity 3D的下载与安装543.2.1 Unity 3D的下载543.2.2 Unity 3D的安装553.3 Unity 3D软件布局583.3.1 Project面板603.3.2 Hierarchy面板603.3.3 Inspector面板613.3.4 Scene面板613.3.5 Game面板62小结63思考63第4章 Unity 3D基础操作 ？神奇的密室644.1 Unity 3D的基础操作644.1.1 菜单栏644.1.2 坐标系654.1.3 常用工具栏674.2 材质与着色器724.2.1 材质球的创建724.2.2 材质球的具体参数734.2.3 着色器794.3 光照系统804.3.1 实时光照804.3.2 烘焙光照844.3.3 混合光照854.3.4 灯光探头组864.3.5 反射探头884.3.6 其他常用参数904.4 摄像机914.4.1 摄像机的重要参数924.4.2 小地图显示95小结97思考97第5章 Unity 3D交互功能开发 ？与密室互动985.1 认识脚本985.1.1 C#语言985.1.2 控制台995.1.3 创建脚本并运行1005.1.4 公共变量、私有变量、静态 变量1015.2 组件1045.2.1 组件概述1045.2.2 访问游戏对象和组件1065.3 关键的类1095.3.1 MonoBehaviour类1095.3.2 GameObject类1105.3.3 Transform类1125.3.4 Rigidbody类1155.3.5 Input类1195.3.6 Time类1225.4 物理引擎1235.4.1 碰撞器1235.4.2 碰撞检测事件1285.4.3 触发器1305.4.4 触发检测事件1305.4.5 角色控制器1325.5 Mecanim动画系统1335.5.1 Animation1335.5.2 Animator Controller1385.5.3 Animator组件介绍140小结144思考144第6章 地图系统射击游戏1456.1 游戏资源制作1456.1.1 预制体制作1456.1.2 资源导入与导出1476.1.3 项目编译1496.2 地形引擎1506.2.1 绘制地形1506.2.2 添加植被1526.2.3 绘制细节1546.2.4 地形参数设置1546.2.5 自动寻路1556.3 音效1586.3.1 音效组件介绍1586.3.2 音效参数详解1586.3.3 使用音效组件1596.4 粒子系统1606.4.1 添加粒子系统1606.4.2 粒子系统的应用1616.5 射击游戏开发1636.5.1 射击游戏场景设计1636.5.2 第一人称设置1656.5.3 预设子弹且连续发射1666.5.4 添加音效1676.5.5 添加爆炸特效1686.5.6 目标对象销毁169小结169思考169第7章 图形用户界面 ？一套完整的UI系统框架1707.1 UGUI系统介绍1707.2 常用的UGUI系统对象1717.2.1 Canvas控件1717.2.2 Image控件1747.2.3 Panel控件1757.2.4 Text控件1767.2.5 Button控件1767.2.6 Input Field控件1787.2.7 Toggle控件1797.3 UGUI综合实例1807.3.1 登录模块1817.3.2 menu模块1877.3.3 考试须知模块1907.3.4 测试题模块193小结197思考197第8章 综合实例传统家具制作 ？虚拟仿真实验1988.1 系统功能与需求分析1988.1.1 需求分析1988.1.2 项目功能介绍1998.2 虚拟仿真实验开发2018.2.1 工作室场景搭建2018.2.2 工作室场景漫游2038.2.3 登录注册功能2068.2.4 榫卯拼接模块2138.2.5 工具学习模块2178.3 协程2278.3.1 协程的相关概念2278.3.2 协程的实现2288.4 Unity常用的插件230小结231思考231第三部分 拓展篇第9章 实践延展2349.1 增强式虚拟现实系统开发（AR）2349.1.1 开发工具2349.1.2 实例应用2359.2 沉浸式虚拟现实系统开发2419.2.1 开发工具2429.2.2 实例应用2449.3 全景漫游系统开发2509.3.1 开发工具2509.3.2 开发原理2629.3.3 实例应用264小结271思考271参考文献272