1.1.1VR发展历史1.1.1VR发展历史1.1.1VR发展历史
1.2
AR技术简介
.目录.2.AR系统结构
AR技术特征
AR主要显示方式
.AR发展历史
1.2.1AR发展历史1.2.1AR发展历史1.2.1AR发展历史1990年，波音公司研究员汤姆·考德尔（Tom
实时交互是指实现用户与真实世界中的虚拟信息间的自然交互。通过AR系统中的交互接口设备，人们以自然方式与AR环境进行交互操作，这种交互要满足实时性。实时性是指不管用户身处何地，都能通过系统迅速识别现实世界的事物，系统也可在设备中合成该事物图像，通过传感技术将可视化信息反馈给用户。3.三维注册
AR中的三维注册是指将计算机产生的虚拟物体与用户的真实场景全方位对准。在VR中，注册是指呈现给用户的虚拟环境及其变化，要与用户的各种感官的真实感知相匹配。
空间显示技术，是利用包括全息投影在内的视频投影技术，直接将虚拟数字信息显示在真实的环境之中，如图所示。这种技术的系统不同于一般只适合于个人使用的AR系统，而是将AR与周围环境相结合，可供多个用户共同使用。这种技术适用于大学或者图书馆，可以同时为一群人提供AR信息。也可以将控制组件投影到相应的实体模型上，方便工程师的交互操作。3.空间显示.谢谢观看
广东轻工职业技术学院
数字媒体技术专业第1章虚拟现实技术概论
1.3
MR技术简介
.目录.2.MR技术体系
MR主流产品及差异
.MR发展历史
MR技术作为一种通用性技术在近几年得到迅速发展，在很多行业内都能找到应用场景的结合点。基于MR技术的全息展示和空间定位等特性，在工业、设计、展览、建筑、医疗、教育等行业中都具有显著的业务需求。目前市场上主流产品是微软的HoloLens和MagicLeap的MagicLeapOne。这类MR眼镜设备都是为了看到现实中不存在物体与现实世界融合在一起的图像，并与其交互。从技术上可以简单地看成两个部分：对现实世界的感知（Perception），头戴式显示器以呈现虚拟的影像（Display）。
MagicLeap的感知部分与微软HoloLens并没有太大差异，都是空间感知定位技术。在操作上，MagicLeap也与微软HoloLens类似，用户所有操作都是依靠手势来完成，而且设备上的传感器能识别用户用手指发出的各种命令，还能用导波管在真实世界中添加虚拟的3D图像。两者之间最大的不同应该是来自显示部分，MagicLeap是用光纤向视网膜直接投射整个数字光场，产生所谓的电影级的现实（CinematicReality）。而HoloLens则采用一个半透玻璃，从侧面实施数字光处理（DigitalLightProcessing，DLP）投影显示，是个二维显示器。
MagicLeap是将画面直接投射于用户的视网膜，人们通过MagicLeap看到的物体和现实生活中真实的物体并没什么区别，也不会有信息损失。从理论上来说，使用MagicLeap的设备，是无法区分虚拟物体和现实物体。使用MagicLeap的设备，最明显区别在于技术上的效果，人眼可以直接选择聚焦（主动选择性聚焦），即用户需要看近的物体，近的物体就实，远的就虚。注意这里不需要任何的人眼跟踪技术，因为投射的光场还原了所有的信息，用户可以直接做到人眼所看全部与真实物体一样，同时拥有较高的分辨率。从而用户在使用设备时，可以完全解决视角、眩晕感等问题，使人可以与自然观察世界完全相同的方式去体验。.谢谢观看
数字媒体技术专业1.4VR、AR、MR的关系1.4VR、AR、MR的关系1.4VR、AR、MR的关系
VR技术曾被认为是下一代通用技术平台和下一代互联网的入口，是引领全球新一轮产业变革的重要力量，是经济发展的新增长点，目前已经在工业、军事、医疗、航天、教育、娱乐等领域应用较为成熟。2021年我国VR市场规模预计将达544.5亿元。国内通称的VR产业包括了VR、AR、MR等技术及其产业应用，但此部分涉及VR时仅指VR技术。总的来说，VR是纯虚拟的封闭场景，而AR在现实场景中叠加虚拟元素，MR是实时数字化的现实场景融合虚拟物体
VR是利用VR设备模拟产生一个三维的虚拟空间，提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般。简而言之，就是“无中生有”。在VR中，用户只能体验到虚拟世界，无法看到真实环境。AR技术是VR技术的延伸，能够把计算机生成的虚拟信息（物体、图像、视频、声音、系统提示信息等）叠加到真实场景中并与人实现互动。简而言之，就是“锦上添花”。在AR中，用户既能看到真实世界，又能看到虚拟事物。MR技术是AR技术的升级，将虚拟世界和真实世界合成一个无缝衔接的虚实融合世界，其中的物理实体和数字对象满足真实的三维投影关系。简而言之，就是“实幻交织”。在MR中，用户难以分辨真实世界与虚拟世界的边界。简单来说，VR看到的场景和人物全是假的，是把人的意识带入一个虚拟世界。AR看到的场景和人物一半是真，一半假，是把虚拟的信息带入到现实世界中。MR的场景有真有假，不易区分，虚拟场景与真实世界混合在一起了。VR、AR、MR的关系
数字媒体技术专业.Unity3D引擎
.
2.1Unity3D引擎介绍
.目录.1.Unity下载与安装
.2.创建项目
.3.Unity编辑器界面
1.Unity下载与安装
进入Unity官网，单击“下载Unity”按钮，Unity中的各种版本在此界面均可找到
单击“UnityHub(Win)”按钮，下载UnityHubSetup.exe安装程序，运行此程序，即可开始安装UnityHub。在UnityHub中，有Unity官方提供的教程、工程文件、资源、学习链接等，如图2-3所示。单击“安装”>“添加”按钮，选择“Unity2019.3.2f1”单选项，单击“下一步”按钮。添加Unity运行所需要的模块，如MicrosoftVisualStudioCommunity2019（脚本编辑器）、AndroidBuildSupport、Documentation（参考文档）、简体中文等。
2.
创建项目
在UnityHub中单击“新建”按钮，选择Unity版本后，选择项目类型：3D，输入项目名称，设置项目存放位置后，单击“创建”按钮，即可新建一个Unity游戏项目，Unity自动在指定的路径下创建以项目名命名的文件夹。标准的Unity项目文件夹中主要包括以下文件夹：Assets文件夹：包含所有在Unity中创建、导入的文件，是Unity的主要工作文件夹；Library文件夹：存放项目的数据库文件；ProjectSettings文件夹：存放项目的配置文件；Logs文件夹：存放Unity工作过程中的日志文件。
3.Unity编辑器界面
Unity编辑器由多个面板组成，每个面板负责不同的功能，主要包括Hierarchy（层级）、Project（项目）、Inspector（属性）、Scene（场景）、Game（游戏）、Console（控制台）等面板。
Unity中的面板可随意拖动或关闭，也可通过编辑器右上角的“Layout（布局）”选择框设置默认的界面布局。3.
Unity编辑器界面—Project面板
Project（项目）面板按照文件夹的目录结构来存放项目的所有资源，对应着项目文件夹中的Assets文件夹。
在Project面板中的Assets面板空白处右键，弹出菜单中单击Create可创建各种资源，常用的资源包括：场景、游戏脚本、预制体、材质、动画、纹理贴图及导入的其他资源。
3.
Unity编辑器界面—Hierarchy面板
Hierarchy（层级）面板中显示场景中所有的游戏对象（GameObject），新建的项目中具有两个默认的物体：MainCamera（摄像机）和DirectionalLight（方向光）。
在此面板中单击鼠标右键，在弹出的菜单中创建游戏物体，也可通过菜单项“GameObject”来创建游戏物体。
Unity编辑器界面—Inspector面板Inspector（属性）面板相当于“属性编辑器”，显示当前选中游戏对象的所有组件及组件属性，包括GameObject（游戏对象）、Assets（资源）和Materials（材料）等，以及编辑器设置和首选项。右图所示是MainCamera（主相机）的属性，除了物体的Position（位置），Rotation（旋转）和Scale（缩放）值之外，还可以编辑主相机的所有属性。MainCamera属性3.
Unity编辑器界面—Scene面板Scene（场景）面板用来显示和编辑场景中的游戏物体，常见操作是调整游戏对象的位置、方向、旋转、缩放等。
HandTool：手型工具，用于调整当前视野位置；MoveTool：移动物体，可在X、Y、Z三个方向移动物体；RotateTool：旋转物体；ScaleTool：缩放物体；RectTool：物体在二维平面的移动和缩放；Move,RotateorScale：混合工具，集合移动、旋转及缩放三种工具；AvailableCustomEditorTools：自定义编辑器工具。3.
Unity编辑器界面—Game面板Game（游戏）面板中显示游戏运行时的图像，在编辑器中运行游戏后，自动切换到此面板。
在游戏模式下，使用者所做的任何改变都是暂时的，退出游戏模式时使用者所做的修改将会被重置。控制游戏运行的按钮分别是：运行游戏、暂停游戏运行、下一个关卡3.
Unity编辑器界面—Console面板Console（控制台）面板用来显示控制台信息。若脚本编写出现错误，在此面板中会有红色字体显示出错位置和原因等信息。。
.谢谢观看
.Unity3D引擎
.2.2Unity3D引擎的基础内容
.目录.6.
摄像机Camera
.2.
Assets
预设体Prefab
材质Material
.5.光源系统Light
GameObject、Component
.7.
粒子系统Particle
.8.物理系统Physics
1.GameObject、Component
.GameObject
GameObject，它代表的是游戏对象，如游戏中的角色、道具、敌人，等等。.在Hierarchy面板中创建一个游戏对象，也可通过菜单“GameObject”>“3DObject”命令创建，游戏对象可以是一个相机、一个灯光，或者一个简单的3D模型。
.Component
每个游戏对象上可以加载不同的Component（组件），组件可以是一个脚本、一张贴图或一个模型。.一个基本的Cube游戏对象，默认就有4个组件:Transform组件MeshFilter组件BoxCollider组件MeshRenderer组件
外部资源的导入和使用
1.导入单个文件菜单“Assets”>“ImportNewAsset”；导入Unity系统自带的资源包
在AssetStore页面的搜索框中输入关键字，搜索结果页面选中所需素材，点击下载按钮；下载完成后，在出现的窗口中直接单击“Import”按钮。3.导入外部资源包菜单“Assets”>“ImportPackage”>“CustomPackage”；文件选择框中选择以“.unitypackage”为扩展名的资源；3.
Prefab意为预设体，可以理解为一个游戏对象及其组件的集合，目的是使游戏对象及资源能够被重复利用。预设体储存着一个游戏对象及游戏对象的所有组件。修改预设体的属性，预设体实例化后的游戏对象也会发生相应的改变。
创建一个立方体的Prefab，操作步骤如下：
（1）新建一个Cube（立方体）（2）将Hierarchy面板中的Cube直接拖动到Project面板prefabs文件夹中，生成Cube预设体，预设体的扩展名为.prefab；Hierarchy面板中的Cube字体颜色变成了蓝色。4.材质Material
Material材质用来定义物体表现信息的，在3D引擎里，通常默认以球体网格模型来展示材质，所以材质也叫做材质球。Unity提供的材质有：Material（普通材质）、PhysicMaterial（物理材质）、Physics2DMaterial（2D的物理材质）。创建一个材质，操作步骤如下：（1）Project面板中，单击鼠标右键，在弹出菜单中选择“Create”>“Material”，创建一个新的材质球，材质球默认名称为NewMaterial，材质球扩展名为.mat；（2）单击新材质球，重命名为CubeMaterial；（3）材质球选色及贴图：在Project面板中选中CubeMaterial材质球，单击Inspector面板的Albedo选材质的颜色，也可以单击属性前面的小圆圈按钮给材质球添加纹理图片。（4）游戏对象上色：材质球创建好后，选中材质球，按住鼠标左键将其拖曳到Scene面板中的游戏对象上即可，或者拖曳到Hierarchy面板中的游戏对象上。5.光源系统Light
Unity中的光源系统可以很好地模拟自然界的光线效果，比如：光的照射、反射、折射等物理特性，增加真实感和立体感。光源系统可以模拟太阳、燃烧的火柴、探照灯、手电筒、爆炸等等。Unity中提供4种光源：
DirectionalLight：方向光，是游戏场景中的主光源，类似于太阳的照射效果，光线从一个方向照亮整个场景；
PointLight：点光源，从一个点向四周平均发射光线，类似于灯泡的照射效果，常用来模拟火把、灯光来照亮局部场景；
SpotLight：聚光灯，按照一定方向在圆锥体范围内发射光线电，类似于舞台上的聚光灯；
AreaLight：区域光，一般不用于实时光照，用于制作光影贴图烘焙。6.摄像机Camera
Unity的每个默认场景都会有一个默认的摄像机MainCamera，它的作用是展示游戏世界画面。
Hierarchy面板右键单击，弹出的快捷菜单中选择“Camera”，可创建多个摄像机。
摄像机有一个由白线构成的观察区间，叫做视锥体。在视锥体范围内的物体，才能被游戏玩家看到。
Hierarchy面板上选中摄像机，Scene面板右下角会出现预览窗口（GamePreview）。
7.粒子系统Particle在场景中模拟烟雾、气流、火焰和各种大气效果粒子本质是简单微小的图片，粒子系统就是发射大量的粒子，这些粒子以特定规律运动，从而模拟出复杂的自然现象或效果。标准资源中粒子效果包括：Dust（沙尘）、Fire（火焰）、Water（水）、Smoke（烟雾）等Project视图中Assets>StandardAssets>ParticleSystems>Prefabs文件夹下的粒子预设体拖入到Scene视图中，即可生成粒子效果。粒子系统的一个好处是它们是可以添加到场景中任何一个GameObject的组件中。通常粒子系统不单独出现，而是依附在游戏对象上。