第一部分：了解VR
第一章：虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)入門技術(shù)：了解什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR ）
VR全稱為Virtual Really，即虛擬現(xiàn)實(shí)：由計算機(jī)或獨(dú)立計算單元生成虛擬環(huán)境，體驗(yàn)者通過封閉式的頭部顯示器（簡稱為頭顯）觀看這些數(shù)字內(nèi)容，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備通過傳感器感知體驗(yàn)者的運(yùn)動，將這些運(yùn)動數(shù)據(jù)（例如頭部的旋轉(zhuǎn)，手部的移動等）傳送給計算機(jī)，相應(yīng)地改變數(shù)字環(huán)境內(nèi)容，以符合體驗(yàn)者在現(xiàn)實(shí)世界的反應(yīng)。體驗(yàn)者可以在虛擬環(huán)境中行走、觀察，與物體進(jìn)行交互，從而感受到與現(xiàn)實(shí)世界相似的體驗(yàn)。VR頭顯和耳機(jī)通過兩種最突出的感官-視覺和聽覺，實(shí)現(xiàn)了高品質(zhì)的VR沉浸式體驗(yàn)。
隨著vr/ar時代的來臨，傳統(tǒng)的交互方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能瞞住人們的需求。因此，模仿人類本能的自然交互技術(shù)成為 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)。虛擬現(xiàn)實(shí)要實(shí)現(xiàn)完美的沉浸感，需要用到以下幾種技術(shù)：動捕、眼動追蹤、語音交互、觸覺交互、嗅覺及其他感覺交互技術(shù)、腦機(jī)接口。 腦機(jī)接口設(shè)備的短期目標(biāo)是資料一些常見的腦部疾病，終極目標(biāo)是讓人類和人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；
制作一款游戲、應(yīng)用大體流程
開發(fā)任何一款產(chǎn)品，無論是游戲還是應(yīng)用，首先要做的事情不是直接打開開發(fā)工具，而是先進(jìn)行產(chǎn)品的策劃與設(shè)計；
1.游戲背景：在這里需要創(chuàng)建一個游戲背景，為什么要做這樣一款游戲、應(yīng)用。游戲的話，要有游戲故事情節(jié)。
2.游戲概述：是一款什么游戲、應(yīng)用，玩家進(jìn)入游戲、應(yīng)用中可以干什么；
3.游戲場景：設(shè)計一個主場景，后續(xù)添加更多子場景。
4.游戲規(guī)則、交互：添加游戲玩法 規(guī)則，以及應(yīng)用的交互設(shè)計；
VR技術(shù)應(yīng)用案例
VR技術(shù)能夠應(yīng)用于各種行業(yè)，或者解決行業(yè)中存在的問題，從而提高使用體驗(yàn)。
游戲
相比傳統(tǒng)的電子游戲形態(tài)，VR游戲能夠帶來更加沉浸式的游戲體驗(yàn)。在主機(jī)或智能手機(jī)的游戲體驗(yàn)中，玩家控制 游戲主角，完成拯救世界任務(wù)；而玩家戴上VR頭顯即可化身為游戲中的主角，體驗(yàn)驚險刺激的游戲內(nèi)容。Unity引 擎能夠幫助開發(fā)者快速、高效地制作出激動人心的VR游戲作品。
房地產(chǎn)
目前的房地產(chǎn)樣板間受限于預(yù)算，只能對單一戶型進(jìn)行某一種風(fēng)格的裝修展示，對于潛在業(yè)主來說，很難迎合不同年齡段業(yè)主的喜好。借助VR技術(shù)，可以用相對低廉的成本構(gòu)建出多種裝修風(fēng)格的VR樣板間。同時，多數(shù)樓盤以期房為主，業(yè)主會對交房以后與樣板間不符有所顧慮，從而降低成交率。在VR中，開發(fā)商可以將戶型按照房型1：1的比例進(jìn)行預(yù)展示，借助Unity預(yù)計算實(shí)時全局光照技術(shù)（Precomputed Realtime GI），可以模擬該戶型在一天24小時、一年四季的采光，甚至是小區(qū)的園林綠化等室外場景也可以進(jìn)行虛似展示，從而打消業(yè)主的成交顧慮。對開發(fā)商來說，快速成交有助于縮短回款周期，緩解資金鏈壓力。
VR家裝（展廳）
VR家裝可以解決兩個問題：一是展廳建造成本高，二是產(chǎn)品款式展示數(shù)量有限且不形象。瓷磚展廳裝修華麗且造價不菲，幾乎每個廠商都會建造一個這樣的展廳，用來展示他們的暢銷產(chǎn)品。使用VR技術(shù)，在虛擬現(xiàn)實(shí)提供的沉浸式數(shù)字環(huán)境里，利用Unity先進(jìn)的全局光照系統(tǒng)和基于物理的模型渲染（PBR）材質(zhì)制作技術(shù)，商家可以為業(yè)主提供一個虛擬的展廳環(huán)境。通過實(shí)時渲染和一鍵切換瓷磚鋪貼方案，解決了產(chǎn)品款式展示不全的問題，可以保證商家所有瓷磚款式得到展示。
安全生產(chǎn)培訓(xùn)
在廠礦、電力、消防行業(yè)，越來越多的單位引入了VR技術(shù)，對員工進(jìn)行職業(yè)培訓(xùn)，通過對相關(guān)操作設(shè)備進(jìn)行建模，在VR技術(shù)下實(shí)現(xiàn)操作儀器設(shè)備，學(xué)員可以佩戴VR頭顯進(jìn)入虛擬環(huán)境，觀察設(shè)備的外觀、結(jié)構(gòu)、部件等，借助手柄等交互設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的認(rèn)知、抓取、拆裝，對于關(guān)鍵操作流程進(jìn)行模擬演練，從而熟練掌握設(shè)備的使用。比如在國家電網(wǎng)的安全生產(chǎn)培訓(xùn)中，“安全第一”始終是國家電網(wǎng)在生產(chǎn)過程中放在首要位置的運(yùn)營理念，目前的安全生產(chǎn)培訓(xùn)大多基于言傳身教和定期組織模擬演練，但是培訓(xùn)過程受限于培訓(xùn)人力及安全考慮，很難達(dá)到理想的培訓(xùn)效果，借助VR技術(shù)，能夠使學(xué)員在培訓(xùn)中比較形象地了解到由于操作失誤引起的事故，比如設(shè)備的融毀、電擊、火災(zāi)等安全事故。使用VR技術(shù)一方面減少了實(shí)際培訓(xùn)的安全風(fēng)險，另一方面降低了培訓(xùn)演練的成本，同時能夠達(dá)到理想的培訓(xùn)效果。
醫(yī)療康復(fù)
VR技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，隨著技術(shù)的成熟，將產(chǎn)生更多的應(yīng)用場景。醫(yī)護(hù)人員可以使用VR技術(shù)模擬現(xiàn)實(shí)手術(shù)過程，從而提高現(xiàn)實(shí)手術(shù)的成功率；通過3D成像技術(shù)，在VR中可以更好地對患者的病情進(jìn)行診斷。與2D呈現(xiàn)效果相比，沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)視覺效果和交互功能，為醫(yī)護(hù)人員提供了更多學(xué)習(xí)和實(shí)戰(zhàn)的機(jī)會。除此之外，使用VR技術(shù)還可有效治療各種精神疾病，如恐高、演講恐懼、自閉癥等，結(jié)合人工智能技術(shù)，為患者提供定制化的安全空間和互動場景，減少他們的防備心，并對行為含義進(jìn)行分析，以進(jìn)行針對性治療。VR技術(shù)有朝一日可以取代傳統(tǒng)的圖表和復(fù)雜的培訓(xùn)流程。
公益組織
針對社會問題存在的非營利公益組織，使用VR技術(shù)可以幫助其建立品牌形象，并鼓勵大眾圍繞關(guān)鍵問題進(jìn)行更深入地參與。例如，一個公益組織想要向公眾宣傳氣候變化的影響，他們可以通過開發(fā)相關(guān)VR應(yīng)用程序供大家體驗(yàn)，如查看自己的家園在極端干旱或洪水中的樣子。體驗(yàn)者能夠“親身”體驗(yàn)關(guān)鍵問題造成的實(shí)際影響，VR技術(shù)是非營利公益組織和其他有社會影響力組織增強(qiáng)其信息傳遞的有力工具。、
社交
社交是人類的基本需求，無論在PC平臺還是在移動平臺，社交應(yīng)用程序一直是一個很大的主體。通過VR技術(shù)在人與人之間進(jìn)行交互，在VR應(yīng)用程序中與好友或陌生人聯(lián)系、發(fā)送問候、觀看賽事直播、協(xié)同完成任務(wù)等，能夠顯著提升現(xiàn)有形式的社交體驗(yàn)。受限于目前技術(shù)水平，VR社交尚處于初級階段，但是未來具有巨大的發(fā)展?jié)摿Αacebook未來的VR發(fā)展戰(zhàn)略是在VR應(yīng)用程序中連接所有用戶。
教育
沉浸式的VR教學(xué)內(nèi)容能夠幫助學(xué)習(xí)者通過傳統(tǒng)教學(xué)方式無法提供的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)對知識進(jìn)行理解和記憶。VR技術(shù)能夠?qū)⒁恍├щy的概念可視化，如將過往歷史中的遺跡重現(xiàn)，從而降低了傳統(tǒng)課本知識的認(rèn)知難度，激發(fā)學(xué)生的好奇心。
VR技術(shù)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)
VR技術(shù)雖然具有無限發(fā)展的潛力，但是作為一項(xiàng)新興技術(shù)，在發(fā)展早期依然面臨一些挑戰(zhàn)。
硬件價格、運(yùn)算及顯示能力、交互、移動性、內(nèi)容
主流的VR虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備： Oculus Rift HTC VIVE
HTC VIVE 硬件簡介
HTC VIVE是由HTC與Valve聯(lián)合推出的一款設(shè)備，由Valve提供技術(shù)，HTC獲得其授權(quán)，于2015年3月在MWC2015上發(fā)布。由于有Valve的SteamVR提供技術(shù)支持，因此在Steam平臺上已經(jīng)可以體驗(yàn)利用VIVE功能的虛擬現(xiàn)實(shí)游戲。在2016年6月，HTC推出了面向企業(yè)用戶的VIVE虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯套裝一-VIVE BE（即商業(yè)版），硬件規(guī)格沒有區(qū)別，包括專門的客戶支持服務(wù)。
頭顯前端面板遍布大量傳感器，用于配合Lighthouse實(shí)現(xiàn)頭顯的位置追蹤。前端頂部蓋板可打開，內(nèi)部連接用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)木€纜，另外空余一個USB接口，用戶可外接其他設(shè)備，如外接Leap Motion，實(shí)現(xiàn)手勢輸入。
HTCvive設(shè)備安裝配置
（一）運(yùn)行環(huán)境
GPU：NVIDIA GeForce? GTX 970 / AMD Radeon? R9 290 同等或更高配置
CPU：Intel? i5-4590 / AMD FX 8350 同等或更高配置
RAM：4GB+
Video 視頻輸出：HDMI 1.4或者DisplayPort 1.2或更高版本
USB 端口：1x USB 2.0或更高版本的端口
操作系統(tǒng)：Windows 10
VR眼鏡：HTCVIVE
Steam平臺：Steam VR
（二）軟件安裝
電腦下載steam平臺，選擇庫，勾選工具欄。
搜索 SteamVR，下載并安裝。
（三）設(shè)備安裝（測試設(shè)備為HTC vive pro）
將兩個定位支架放在房間的兩個對角處，區(qū)域在4m2以上為佳。連接頭戴顯示設(shè)備，將頭盔數(shù)據(jù)線連接到主機(jī)的獨(dú)立顯卡接口，并安裝更新藍(lán)牙驅(qū)動，如下圖所示；
調(diào)整定位支架位置、朝向、高度；整個定位器的高度約在1.8M左右，將定位器像地面傾斜更有助于紅外線定位。
房間定位，位置規(guī)劃。點(diǎn)擊軟件
選擇僅站立，將頭盔與電腦屏幕處于相對方向，點(diǎn)擊下一步校準(zhǔn)屏幕中心；
軟件設(shè)置完成，可以正常運(yùn)行相關(guān)VR程序；
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