虛擬現(xiàn)實(shí)：接口、應(yīng)用與設(shè)計(jì)（原書第2版）

譯者序
序　　言
前　　言
作者簡(jiǎn)介
第一部分　什么是虛擬現(xiàn)實(shí)
第1章　虛擬現(xiàn)實(shí)概述 3
1.1　定義虛擬現(xiàn)實(shí) 4
1.2　虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的5個(gè)關(guān)鍵要素 4
1.2.1　關(guān)鍵要素1和2：參與者和創(chuàng)作者 5
1.2.2　關(guān)鍵要素3：虛擬世界 5
1.2.3　關(guān)鍵要素4：沉浸感 6
1.2.4　關(guān)鍵要素5：交互性 8
1.2.5　綜合5個(gè)關(guān)鍵要素 11
1.2.6　虛擬現(xiàn)實(shí)范式 12
1.3　虛擬現(xiàn)實(shí)、遠(yuǎn)程呈現(xiàn)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和賽博空間 14
1.3.1　人工現(xiàn)實(shí) 14
1.3.2　虛擬 15
1.3.3　虛擬世界和虛擬環(huán)境 15
1.3.4　賽博空間 16
1.3.5　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 16
1.3.6　遠(yuǎn)程呈現(xiàn) 18
1.4　虛擬現(xiàn)實(shí)的歷史：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從何而來(lái) 20
1.5　本章小結(jié) 40
第2章　作為媒介的虛擬現(xiàn)實(shí) 42
2.1　通過(guò)媒介交流 42
2.2　媒介的內(nèi)容：虛擬世界 43
2.3　溝通：思想的傳遞 45
2.4　人類傳播媒介的共性問(wèn)題 50
2.4.1　虛擬世界的界面 50
2.4.2　語(yǔ)言 52
2.4.3　作者關(guān)系（與創(chuàng)作者關(guān)系） 56
2.4.4　虛擬現(xiàn)實(shí)有什么特別之處 57
2.5　虛擬現(xiàn)實(shí)媒介的研究 57
2.5.1　敘事：無(wú)動(dòng)機(jī)與交互 57
2.5.2　形式和流派 61
2.5.3　體驗(yàn)與信息 62
2.5.4　虛擬現(xiàn)實(shí)：吸引力媒介之一 65
2.5.5　捕捉虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn) 66
2.6　本章小結(jié) 71
第二部分　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)
第3章　人類參與者 77
3.1　將人與模擬連接起來(lái) 78
3.1.1　人機(jī)界面 79
3.1.2　可供性 79
3.1.3　虛擬現(xiàn)實(shí)中的可供性 81
3.2　人類感知系統(tǒng) 83
3.2.1　感覺：感知的生理方面 84
3.2.2　視覺感知 91
3.2.3　聽覺感知 101
3.2.4　觸覺感知 105
3.2.5　前庭感知 109
3.2.6　嗅覺感知 111
3.2.7　味覺感知 112
3.2.8　跨感官效應(yīng)和虛擬現(xiàn)實(shí) 112
3.3　臨場(chǎng)感和具身化：虛擬世界中的自我感知 114
3.3.1　臨場(chǎng)感的概念 114
3.3.2　臨場(chǎng)感的決定因素和反應(yīng) 118
3.3.3　測(cè)量臨場(chǎng)感 122
3.3.4　具身化 123
3.3.5　增加虛擬世界的“真實(shí)性” 127
3.3.6　破壞臨場(chǎng)感：讓世界變得不那么真實(shí)的因素 130
3.4　本章小結(jié) 131
第4章　輸入：連接參與者與虛擬世界 132
4.1　輸入技術(shù) 133
4.1.1　主動(dòng)與被動(dòng)輸入 134
4.1.2　連續(xù)與離散輸入 134
4.1.3　帶寬：信息的數(shù)量/類型 136
4.1.4　絕對(duì)與相對(duì)輸入（參考系） 137
4.1.5　物理與虛擬輸入 139
4.1.6　輸入分類 139
4.1.7　位置跟蹤技術(shù) 144
4.2　在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中使用輸入 158
4.2.1　跟蹤身體位置 158
4.2.2　物理輸入設(shè)備 164
4.2.3　身體姿勢(shì)和手勢(shì)識(shí)別 175
4.2.4　語(yǔ)音識(shí)別（音頻輸入） 177
4.3　本章小結(jié) 180
第5章　輸出：連接虛擬世界與參與者 181
5.1　視覺顯示 182
5.1.1　視覺顯示的屬性 182
5.1.2　視覺顯示范式 210
5.1.3　非封閉（透視）頭戴式顯示器 229
5.1.4　智能手機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器 234
5.1.5　頭戴式投影顯示器 237
5.1.6　手持式虛擬現(xiàn)實(shí) 239
5.1.7　視覺顯示小結(jié) 242
5.2　聽覺顯示 243
5.2.1　聽覺顯示的屬性 243
5.2.2　聽覺顯示范式 249
5.3　觸覺顯示 252
5.3.1　觸覺顯示的屬性 254
5.3.2　觸覺顯示范式 259
5.3.3　觸覺顯示器 259
5.3.4　末端執(zhí)行器顯示器 264
5.3.5　機(jī)器人形顯示器 269
5.3.6　被動(dòng)觸覺顯示 272
5.3.7　混合顯示器 273
5.3.8　3D硬拷貝 273
5.3.9　觸覺顯示小結(jié) 274
5.4　前庭和其他感官顯示 275
5.4.1　前庭顯示 276
5.4.2　嗅覺、味覺和其他感官 280
5.5　本章小結(jié) 281
第6章　虛擬世界的表示 282
6.1　虛擬世界的表示問(wèn)題 283
6.1.1　逼真性 286
6.1.2　人類的理解能力 291
6.1.3　選擇一個(gè)映射 296
6.1.4　定量和定性表示 299
6.1.5　與VR相關(guān)的表示問(wèn)題 303
6.2　VR中的視覺表示 305
6.2.1　如何在VR體驗(yàn)中使用視覺 305
6.2.2　融入現(xiàn)實(shí)世界 308
6.3　VR中的聽覺表示 309
6.3.1　聲音的特性 309
6.3.2　如何在VR體驗(yàn)中使用聲音 310
6.4　VR中的觸覺表示 314
6.4.1　觸覺的特點(diǎn) 314
6.4.2　如何在VR體驗(yàn)中使用觸覺 315
6.5　其他感官表示 319
6.5.1　前庭表示 319
6.5.2　嗅覺和味覺表示 320
6.6　表示小結(jié) 320
6.7　渲染系統(tǒng) 321
6.8　視覺渲染系統(tǒng) 325
6.8.1　視覺渲染的方法 325
6.8.2　渲染復(fù)合視覺場(chǎng)景 330
6.8.3　視覺渲染延遲 340
6.8.4　視覺渲染過(guò)程 345
6.9　聽覺渲染系統(tǒng) 350
6.9.1　聲音渲染方法 351
6.9.2　渲染復(fù)合聲音 356
6.9.3　聲音渲染過(guò)程 361
6.10　觸覺渲染系統(tǒng) 368
6.10.1　觸覺渲染方法 368
6.10.2　使用力顯示渲染復(fù)雜的觸覺場(chǎng)景 375
6.10.3　觸覺渲染過(guò)程 376
6.11　其他感官的渲染 381
6.11.1　渲染前庭感知 381
6.11.2　渲染嗅覺和味覺 381
6.12　本章小結(jié) 382
第7章　與虛擬世界交互 383
7.1　交互設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 384
7.2　用戶界面的隱喻 387
7.3　操作虛擬世界 389
7.3.1　操作方法 389
7.3.2　操作屬性 394
7.3.3　選擇 408
7.3.4　操作形式 422
7.3.5　操作小結(jié) 427
7.4　在虛擬世界中導(dǎo)航 427
7.4.1　尋路 428
7.4.2　旅行 436
7.4.3　導(dǎo)航小結(jié) 450
7.5　與他人交互 452
7.5.1　共享體驗(yàn) 453
7.5.2　協(xié)作交互 457
7.6　與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)交互（元命令） 465
7.7　本章小結(jié) 466
第三部分　應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)
第8章　將虛擬世界帶入生活 471
8.1　沉浸感 471
8.1.1　物理/感官沉浸感 471
8.1.2　精神沉浸感 472
8.1.3　現(xiàn)實(shí)主義在沉浸中的作用 473
8.2　提供環(huán)境 480
8.2.1　視角 480
8.2.2　場(chǎng)地 482
8.3　虛擬世界 487
8.3.1　虛擬世界的實(shí)體 487
8.3.2　對(duì)象建模與虛擬世界布局 490
8.3.3　現(xiàn)實(shí)世界作為虛擬世界的一部分 493
8.4　虛擬世界規(guī)則：物理學(xué) 502
8.4.1　虛擬世界物理學(xué)的類型 503
8.4.2　虛擬世界物理學(xué)的范圍 506
8.4.3　模擬/數(shù)學(xué)模型 507
8.4.4　對(duì)象相互作用 507
8.4.5　虛擬世界的持續(xù)性 508
8.4.6　現(xiàn)實(shí)世界和虛擬世界的物理不一致 509
8.5　呈現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的軟件 510
8.5.1　虛擬現(xiàn)實(shí)軟件集成 511
8.5.2　游戲引擎 513
8.5.3　網(wǎng)頁(yè)傳送虛擬現(xiàn)實(shí) 514
8.6　體驗(yàn)創(chuàng)建過(guò)程 514
8.7　本章小結(jié) 516
第9章　體驗(yàn)概念與設(shè)計(jì)：應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)解決問(wèn)題 518
9.1　虛擬現(xiàn)實(shí)能實(shí)現(xiàn)你的目標(biāo)嗎 518
9.2　構(gòu)思新的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序 522
9.2.1　從其他媒介改編 522
9.2.2　從現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)汲取靈感或改編 526
9.2.3　從頭開始創(chuàng)造新的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn) 527
9.3　豐富的應(yīng)用領(lǐng)域 527
9.4　虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)范例 537
9.5　設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn) 542
9.5.1　設(shè)計(jì)要謹(jǐn)慎 542
9.5.2　原型 543
9.5.3　設(shè)計(jì)要考慮系統(tǒng) 543
9.5.4　設(shè)計(jì)要考慮場(chǎng)地 544
9.5.5　設(shè)計(jì)要考慮受眾 545
9.5.6　設(shè)計(jì)要吸引受眾 547
9.5.7　考慮社交交互 547
9.5.8　考慮設(shè)計(jì)權(quán)衡 548
9.5.9　設(shè)計(jì)用戶目標(biāo) 549
9.5.10　設(shè)計(jì)體驗(yàn)的結(jié)束 549
9.5.11　用戶測(cè)試 552
9.5.12　文檔、部署和評(píng)估體驗(yàn) 552
9.6　虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)的過(guò)去與未來(lái) 553
9.7　本章小結(jié) 554
第10章　虛擬現(xiàn)實(shí)：過(guò)去，現(xiàn)在，未來(lái) 556
10.1　虛擬現(xiàn)實(shí)的現(xiàn)狀 556
10.1.1　技術(shù)萌芽期 557
10.1.2　期望膨脹期 558
10.1.3　幻滅期 558
10.1.4　復(fù)蘇期 558
10.1.5　成熟期 559
10.2　虛擬現(xiàn)實(shí)的成熟 560
10.2.1　實(shí)驗(yàn)室中的虛擬現(xiàn)實(shí) 560
10.2.2　課堂中的虛擬現(xiàn)實(shí) 562
10.2.3　過(guò)渡：大眾用戶的吸引力媒介 563
10.3　虛擬現(xiàn)實(shí)的趨勢(shì) 564
10.3.1　增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用增加 565
10.3.2　更少的累贅 567
10.3.3　更高的感官保真度 568
10.3.4　軟件可用性 569
10.3.5　新驅(qū)動(dòng)/顛覆性技術(shù) 570
10.4　對(duì)技術(shù)的回顧與預(yù)測(cè) 571
10.4.1　顯示技術(shù) 572
10.4.2　輸入技術(shù) 576
10.4.3　軟件 579
10.4.4　應(yīng)用程序軟件的未來(lái) 582
10.5　本章小結(jié)：未來(lái)已來(lái) 583
參考文獻(xiàn)一