UNITY VR 虚拟现实完全自学教程

第 1 章 VR 行业概述 /1 1.1 VR 介绍 /1 1.2 VR 技术应用案例 /1 1.3 VR 技术当前面临的挑战 / 5 1.3.1 硬件价格 / 5 1.3.2 运算及显示能力 /5 1.3.3 交互 / 5 1.3.4 移动性 /6 1.3.5 内容 / 7 1.3.6 小结 / 7 第 2 章 Unity VR 概述 / 8 2.1 Unity VR / 8 2.1.1 图形渲染 /8 2.1.2 真实物理引擎 / 9 2.1.3 多 VR 平台原生支持 /9 2.1.4 丰富的资源 /10 2.1.5 对开发者友好 /10 2.1.6 不断更新的 Unity 版本 / 11 2.2 使用 C#脚本进行 VR 交互开发 /12 第 3 章 当前主流 VR 硬件 / 13 3.1 HTC VIVE / 13 3.2 Oculus Rift / 13 3.3 Gear VR / 14 3.4 Cardboard /14 3.5 Daydream 平台 15 3.6 逐渐崛起的 VR 一体机 / 16 3.6.1 Oculus Go 和小米 VR 一体机 /17 3.6.2 HTC VIVE Focus /18 3.7 未来展望 /18 第 4 章 VR 应用程序开发工作流程 /20 4.1 资源准备 /20 4.2 模型优化及重拓扑 /23 4.3 展 UV 的过程 / 24 4.4 材质贴图制作 /25 4.5 将资源导入 Unity / 25 4.6 导入开发工具包 /26 4.7 场景搭建 /26 4.8 设置光照环境 /27 4.9 交互开发 /28 4.10 测试优化 / 28 4.11 发布应用程序 / 28 4.12 常用开发工具 /29 第 5 章 VR 交互设计原则 / 36 5.1 设计必要的新手引导 /36 5.2 使用十字线（准星）/36 5.3 避免界面深度引起的疲劳感 /37 5.4 使用恒定的速度 /37 5.5 保持用户在地面上 /38 5.6 保持头部的跟踪 /38 5.7 用光来引导用户的注意力 /39 5.8 借助比例 /39 5.9 使用空间音频 /40 5.10 充分使用反馈 /40 第 6 章 HTC VIVE 硬件 / 41 6.1 简介 /41 6.2 产品特点 /41 6.3 VIVE PRO / 43 6.4 HTC VIVE 硬件拆解结构 / 44 6.4.1 头显 /44 6.4.2 控制器 /45 6.5 HTC VIVE 控制器按键名称 / 46 6.6 HTC VIVE 定位原理/ 47 6.7 Inside-Out 与 Out-Inside 位置跟踪技术 / 47 6.7.1 Outside-In 跟踪技术 /48 6.7.2 Inside-Out 跟踪技术 / 48 6.8 HTC VIVE 的安装 / 49 第 7 章 VR 中的 UI ./51 7.1 概述 /51 7.2 将 UI 容器转换为世界空间坐标 / 52 7.3 VR 中的 UI 交互 /53 第 8 章 Unity VR 写实材质 . 55 8.1 Unity 材质基础 / 55 8.2 基于物理的渲染理论 /56 8.3 PBR 材质的优势 / 57 8.3.1 高品质写实级别材质表现 /58 8.3.2 为实时渲染而生 / 58 8.3.3 标准的材质制作流程 /59 8.4 PBR 材质主要贴图类型 /59 8.4.1 颜色贴图（Albedo/Basecolor Map）/59 8.4.2 金属贴图（Metallic Map） /60 8.4.3 光滑度贴图（Roughness Map） /60 8.5 PBR 材质制作软件 / 61 8.5.1 Substance Designer /61 8.5.2 Substance Painter /65 8.5.3 Quixel Suite /66 8.5.4 Marmoset Toolbag /66 8.6 制作 PBR 椅子材质 /67 8.6.1 在 Substance Painter 中制作贴图 /67 8.6.2 导出贴图到 Unity /74 8.7 Substance in Unity 的使用 / 76 第 9 章 SteamVR /81 9.1 SteamVR 简介 /81 9.1.1 SteamVR Runtime /81 9.1.2 SteamVR Plugin / 81 9.1.3 获取控制器引用及按键输入 /83 9.2 使用SteamVR Plugin实现与物体的交互 /84 9.3 InteractionSystem /89 9.3.1 InteractionSystem 核心模块 / 89 9.3.2 使用 InteractionSystem 实现传送 / 91 9.3.3 使用 InteractionSystem 实现与物体的交互 / 93 9.3.4 使用 InteractionSystem 实现与 UI 的交互 /95 9.4 需要注意的问题 . 96 第 10 章 使用 VRTK 进行交互开发 /99 10.1 VRTK 简介 /99 10.1.1 什么是 VRTK / 99 10.1.2 VRTK 能做什么 /99 10.1.3 为什么选择 VRTK /100 10.1.4 未来版本 103 10.2 SteamVR Plugin、InteractionSystem 与 VRTK 的关系 /103 10.3 配置 VRTK /103 10.3.1 一般配置过程 /104 10.3.2 快速配置 VRTK/108 10.4 VRTK 中的指针 / 109 10.4.1 指针 /109 10.4.2 指针渲染器 /113 10.5 在 VRTK 中实现传送 /115 10.5.1 VRTK 中的传送类型 /115 10.5.2 限定传送区域 /118 10.5.3 在 VR 场景中实现传送 /119 10.6 使用 VRTK 实现与物体的交互 /121 10.6.1 概述 / 121 10.6.2 配置方法 / 122 10.6.3 VRTK 的抓取机制 / 127 10.7 VRTK 中的控制器高亮和振动 /129 10.7.1 控制器高亮 /129 10.7.2 控制器振动 /131 10.8 VRTK 中与 UI 的交互 / 132 10.9 实例：开枪射击效果/ 134 10.10 实例：攀爬效果 / 140 10.11 实例：实现释放自动吸附功能 / 143 第 11 章 将基于 PC 平台的应用移植到 VR 平台 / 148 11.1 项目移植分析 /148 11.2 初始化 VR 交互 /149 11.3 Player 的移植 / 150 11.4 设置道具为可交互对象 / 152 11.5 实现控制器与道具的交互逻辑 /154 11.6 修改 UI 渲染模式为 World Space / 156 11.7 玩家伤害闪屏效果 /157 11.8 根据报错信息调整代码 /158 11.9 游戏结束及重新开始 / 159 第 12 章 Leap Motion for VR /162 12.1 概述 /162 12.2 硬件准备 /163 12.3 软件环境 /164 12.4 Leap Motion VR 初始开发环境 /164 12.5 替换 Leap Motion 在 VR 环境中的手部模型 /165 X Unity VR 虚拟现实完全自学教程 12.6 实现与 3D 物体的交互 / 167 12.7 实例：使用 Leap Motion 实现枪械的组装 /171 第 13 章 VIVE Tracker 的使用 / 175 13.1 外观结构 /175 13.2 使用场景 /176 13.3 初次使用 Tracker /177 13.4 使用 Tracker 作为控制器 / 178 13.5 使用 Tracker 与现实世界物体进行绑定 179 13.6 小结 /181 第 14 章 Unity VR 游戏案例——《水果忍者 VR》原型开发 /182 14.1 项目简介 /182 14.2 初始化项目 / 182 14.3 配置武士刀 / 183 14.4 编写水果生成逻辑 /185 14.5 实现切割水果的效果 /187 14.6 制作分数和游戏结束 UI /189 14.7 编写计分、计时和游戏结束等逻辑 / 190 第 15 章 Unity VR 案例—— Tilt Brush 原型开发 / 194 15.1 项目分析 /194 15.2 初始化项目并编写脚本 /195 15.3 实现修改笔刷颜色功能 /197 15.4 扩展内容：将绘制交互修改为 VRTK 版本 / 201 15.5 异常处理 /202 第16 章 Unity VR 性能优化工具和方法 / 204 16.1 Unity Profiler / 204 16.2 Memory Profiler / 205 16.3 Frame Debugger / 205 16.4 优化原则和措施 /206 16.4.1 LOD 技术 /206 16.4.2 较少 Draw Call 数量 / 207 16.4.3 使用单通道立体渲染 / 208 16.4.4 使用 The Lab Renderer / 209 16.4.5 小结 / 210 附录A XR 技术词汇解释/ 211 附录B Unity 编辑器基础小贴士/ 217