虚拟现实行业由初期的概念炒作发展到了稳步增长阶段。纵观整个行业的发展历程,当前的硬件设备水平已经有了长足的进步,分辨率更高的屏幕、视野更加广阔的头部显示器、携带更加方便的设备,未来的 5G 与人工智能技术也将会给虚拟现实行业带来前所未有的发展机遇。
2018 年 9 月 14 日,教育部正式宣布在《普通高等学校高等职业教育(专科)专业目录》中增设“虚拟现实应用技术”专业。2019 年,全国将有 71 所高职院校首次开设虚拟现实应用技术专业,人才缺口随着行业的发展也日益凸显。 VR 内容(应用程序、视频等)始终是基础设置上的重要一环,也是各种政策及大环境下需要催生孵化出的结果。从宏观发展角度看,虚拟现实行业目前还处于初级发展阶段,但在未来必定会蓬勃发展,所以当前是进行技术知识储备的关键时期。
Unity 是当前业界领先的 VR/AR 内容制作工具,全球 60%以上的 VR/AR 内容都是基于 Unity引擎进行制作的,Unity 为制作优质的 VR 内容提供了一系列先进的解决方案,无论是 VR、AR还是 MR,都可以使用 Unity 高度优化的渲染流水线以及编辑器的快速迭代功能,使项目需求得以完美实现。基于跨平台的优势,Unity 支持所有新型的主流平台,原生支持 Oculus Rift、SteamVR/VIVE、Playstation VR、Gear VR、Microsoft HoloLens 以及 Google 的 Daydream 等。本书也将以 Unity 为核心,讲解制作 VR 应用程序的方方面面,希望能够帮助读者做出属于自己的 VR应用程序。
本书主要内容
第 1 章:对 VR 行业进行了概述,介绍了该技术在其他行业中的应用案例,以及目前 VR 行业面临的挑战。
第 2 章:对 Unity 编辑器进行了介绍。
第 3 章:对主流硬件设备及分类进行了介绍,使读者对当前主流 VR 硬件平台有了初步认知。
第 4 章:介绍了 VR 应用程序制作的基本工作流程和一些常用的开发工具。
第 5 章:介绍了在 VR 应用程序中需要遵循的交互原则。
第 6 章:介绍了 HTC VIVE 硬件的基本结构、安装步骤、实现位置追踪的原理,并对作为主要交互设备的控制器的按键进行了说明。
第 7 章:介绍了 VR 中的 UI 技术,讲解了在 Unity 中如何将 UI 元素设置为能够在 VR 环境中呈现的方法。
第 8 章:笔者从接触的学员作品来看,大部分 VR 应用程序只聚焦于交互的实现,忽视了作品的呈现品质,而这恰是 VR 应用程序给用户的第一印象。本章介绍了基于物理的渲染理论(PBR),以及常用的 PBR 材质制作软件,通过实例介绍了 Substance Painter 的使用方法,目的是为了强调写实材质在 VR 应用程序中的关键地位。
第 9 章:SteamVR 是进行PC 平台 VR 应用程序开发的重要工具,本章通过实例介绍了 SteamVR以及基于其上的 InteractionSystem 的核心模块和基本使用方法。
第 10 章:VRTK 是基于 SteamVR 进行 VR 应用程序开发的重要插件,本章详细介绍了 VRTK的使用方法,通过一系列实例,讲解了该插件在 VR 交互开发工作中的高效性。
第 11 章:VR 平台与 PC、移动平台最大的区别在于交互方式的不同,本章通过演示将 PC平台上的一款游戏移植到 VR 平台的过程,展示交互开发在 VR 平台上的重要性。
第 12 章:介绍了手势识别设备 — Leap Motion 在 VR 中的应用,通过一个器械装配实例,讲解了如何在 VR 中通过手势实现与物体的交互。
第 13 章:介绍了 VIVE 追踪器(Tracker)的基本使用方法,通过实例讲解了如何实现在 VR环境中将追踪器与现实世界物体进行绑定并跟踪其位置。
第 14 章:演示了类似 VR 游戏《水果忍者 VR》的原型项目开发,包括游戏逻辑、水果生成、切割效果、计分 UI 呈现等功能模块。
第 15 章:演示了类似 VR 应用程序 Tilt Brush 的原型项目开发,包括在 VR 环境中使用控制器绘制线条、修改画笔颜色等功能模块。
第 16 章:介绍了 Unity 编辑器内置的性能分析工具,同时针对 Unity 讲解了几种应用程序的优化原则。
附录 A:收录了 VR/AR 行业常见的技术概念并做出解释,使读者在以后的工作和学习中能够有效地阅读 VR/AR 相关的文献资料。
附录 B:由于本书重点不是介绍 Unity 编辑器的基本使用方法,所以在本部分为初学者提供了关于使用 Unity 的基础小贴士,以便读者更加熟练地使用 Unity。
科技日新月异,Unity 及相关的软件也在飞速发展,本书介绍的技术也会随着时间的推进而不再适用,甚至一个插件的版本号的更新也会导致之前的应用程序运行出现问题。鉴于此,读者可在公众号“XR 技术研习社”阅读和查看关于 VR 技术的文章和资源,如果对本书内容存有疑问,也可在后台留言。
致谢
2016 年 5 月,淄博创客空间创始人于方军老师介绍李晔老师给我认识,并带我们参加了在上海举办的 CES Asia 2016 中美创客大赛,我和李晔老师分别获奖。我们也因此成了朋友,在以后的日子里时常交流工作中的经历和想法。上海之行后,李晔老师将我介绍给蛮牛教育,录制了我的首套 VR 视频教程 — “HTC VIVE 房产项目实战教程”,由于运气成分占多,当时国内在VR 开发方面的资料相对较少,加之游戏蛮牛的影响力,这套教程在当时受到了一定程度的关注。后来,李晔老师又将我推荐给电子工业出版社,于是便有了这本书的出版,在这里一并向李晔老师表示感谢,同时也感谢于方军老师促成的这段机缘。
感谢本书的责任编辑孔祥飞先生,在整个写作周期里始终保持着耐心和专业的态度,也感谢其团队对书稿进行的专业审稿和排版工作。
感谢我的家人——邵昌文先生、张淑美女士、李木子女士在写作期间分担的家庭责任。