結(jié)構(gòu)設(shè)計合理：通過理論與實例結(jié)合，構(gòu)建完整的虛擬現(xiàn)實開發(fā)與設(shè)計知識體系。

立足科技前沿：聚焦虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的前沿知識，與行業(yè)發(fā)展緊密銜接，科技性強。

案例新穎豐富：將當前的流行元素融入實例，提供相應(yīng)的代碼，提高動手實踐能力。

21世紀，隨著計算機技術(shù)以及信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，人類已經(jīng)全面邁入數(shù)字化時代。虛擬現(xiàn)實語言作為計算機語言已廣泛應(yīng)用于社會生活的各個領(lǐng)域。VR-X3D是21世紀初在國內(nèi)外剛剛興起的一種新型語言，其發(fā)展前景十分廣闊，潛力巨大，融合了寬帶網(wǎng)絡(luò)、VR/AR/MR、多媒體、游戲設(shè)計、人性化動畫設(shè)計、信息地理與人工智能等高新技術(shù)，是把握未來計算機技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。

VR-X3D是互聯(lián)網(wǎng)3D圖形國際通用軟件標準，定義了如何在多媒體中整合基于網(wǎng)絡(luò)傳播的動態(tài)交互三維立體效果。通過VR-X3D第二代三維立體網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計語言可以在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建逼真的三維立體場景，開發(fā)與設(shè)計三維立體網(wǎng)站和網(wǎng)頁程序，還可以創(chuàng)建虛擬數(shù)字城市、網(wǎng)絡(luò)超市、虛擬網(wǎng)絡(luò)法庭、網(wǎng)絡(luò)選房與展銷等。由此可以改變目前網(wǎng)絡(luò)與用戶交互的二維平面局限性，使用戶在網(wǎng)絡(luò)三維立體場景中實現(xiàn)動態(tài)、交互和感知交流，體驗身臨其境的感覺和感知。

2004年8月，VR-X3D已被國際標準組織ISO正式批準，成為國際通用標準，從而使VR-X3D大有一統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)三維立體設(shè)計的趨勢，具有劃時代的意義。VR-X3D可以在不同的硬件設(shè)備中使用，并可用于不同的領(lǐng)域，如虛擬仿真、虛擬游戲、互動游戲、智能制造、軍事模擬仿真、科學(xué)可視化、航空航天模擬、多媒體再現(xiàn)、工程應(yīng)用、信息地理、虛擬旅游、考古、虛擬教育及娛樂等。

VR-X3D虛擬現(xiàn)實開發(fā)與設(shè)計的功能及特點如下：

1．豐富的多媒體功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各種多媒體制作，如在三維立體空間場景幾何體上播放影視節(jié)目、環(huán)場立體聲等。

2．強大的網(wǎng)絡(luò)功能，能夠在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建三維立體的VR-X3D場景和造型并進行動態(tài)交互瀏覽、展示和操作。也可以通過運行VR-X3D程序直接接入Internet，創(chuàng)建三維立體網(wǎng)頁和網(wǎng)站等。

3．程序驅(qū)動功能，VR-X3D最突出的特點是程序支持各種本地和網(wǎng)絡(luò)三維立體場景和造型。

4．游戲動畫設(shè)計，利用虛擬現(xiàn)實語言開發(fā)設(shè)計游戲軟件，如虛擬駕駛、跑車游戲、虛擬飛行、虛擬圍棋、虛擬象棋、虛擬跳棋、彈球等。

5．虛擬人動畫設(shè)計，實現(xiàn)虛擬人運動設(shè)計和表情設(shè)計，運動設(shè)計包括行走、坐立、運動、交談，表情設(shè)計包括喜、怒、哀、樂等。

6．創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實三維立體造型和場景，能夠進行2D和3D場景和造型設(shè)計、層級變換、光影效果設(shè)計、材質(zhì)設(shè)計、多通道/多進程紋理繪制，實現(xiàn)更好的三維立體交互界面。

7．信息地理設(shè)計，利用虛擬現(xiàn)實語言開發(fā)數(shù)字地球、數(shù)字城市以及虛擬社區(qū)等。

8．VR-X3D/CAD組件，VR-X3D提供的CAD節(jié)點與VR-X3D文件相結(jié)合進行軟件項目的開發(fā)與設(shè)計，可以極大地提高軟件項目的開發(fā)效率。

9．VR-X3D自定義節(jié)點設(shè)計，開發(fā)者可以根據(jù)實際項目的需求開發(fā)與設(shè)計新節(jié)點、節(jié)點類型以及接口事件等，以滿足軟件項目開發(fā)的需要。

10．用戶動態(tài)交互功能，基于鼠標的選取和拖曳，體驗鍵盤輸入的交互感。利用腳本實現(xiàn)程序與腳本語言交互設(shè)計，可以動態(tài)地改變場景。還可以利用數(shù)據(jù)手套、虛擬頭盔、三維鼠標、力反饋器等虛擬/增強現(xiàn)實可穿戴硬件設(shè)備進行游戲的交互設(shè)計。

11．人工智能性，主要體現(xiàn)在VR-X3D具有感知功能。利用動態(tài)感知和傳感器節(jié)點，實現(xiàn)用戶與場景和造型之間的智能動態(tài)交互感知效果。

本書全面詳細地闡述了VR-X3D的語法結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、概貌、組件、等級、節(jié)點、域等，突出語法定義中每個“節(jié)點”中域的域值描述，并結(jié)合具體的實例源程序深入淺出地進行引導(dǎo)和講解，激發(fā)讀者的學(xué)習(xí)興趣。除此之外，本書通過引入VR-X3D互動游戲交互設(shè)計使讀者了解計算機在軟件開發(fā)和編程方面如何利用目前國際上最先進的開發(fā)工具和手段開發(fā)設(shè)計互動游戲。為了使讀者能夠更快掌握VR-X3D互動游戲交互設(shè)計，本書配有大量的編程實例源程序，而且都在計算機上經(jīng)過嚴格的調(diào)試和運行，可供讀者參考。

本書第1章由張金鏑、張帥晨、張童嫣、李寧湘、謝勝軍編寫，第2～12章由張金釗編寫，張金鏑負責(zé)全書校稿。

“知識改變命運，教育成就未來”，只有不斷探索、學(xué)習(xí)和開發(fā)未知領(lǐng)域，才能有所突破和創(chuàng)新，為人類的進步做出應(yīng)有的貢獻。“知識是有限的，而想象力是無限”，想象力在發(fā)散思維的驅(qū)動下，能在浩瀚的宇宙空間中馳騁翱翔。希望廣大讀者在VR-X3D虛擬現(xiàn)實世界中充分發(fā)揮自己的想象力，實現(xiàn)自己的全部夢想。

由于水平有限，時間倉促，書中的缺點和不足在所難免，敬請讀者把對本書的意見和建議告之我們。編者郵箱：zhzjza@21cn.com。

編 者

2022年1月

第1章 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 1
1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概況 1
1.1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展歷程 2
1.1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基本特性 3
1.1.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的分類 4
1.1.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用 6
1.2 增強現(xiàn)實技術(shù) 8
1.2.1 增強現(xiàn)實技術(shù)的定義 8
1.2.2 增強現(xiàn)實技術(shù)的特征 9
1.2.3 增強現(xiàn)實建模技術(shù) 10
1.3 VR-X3D系統(tǒng)的開發(fā)與運行環(huán)境 10
1.3.1 記事本VR-X3D編輯器 11
1.3.2 X3D-Edit 3.2專用編輯器 11
1.3.3 VR-X3D瀏覽器的安裝和運行 15
1.3.4 BS Contact VRML/X3D 8.0瀏覽器的安裝和使用 16
本章小結(jié) 17
第2章 VR-X3D元數(shù)據(jù)與結(jié)構(gòu) 18
2.1 VR-X3D節(jié)點 19
2.1.1 語法格式 19
2.1.2 文檔類型聲明 20
2.1.3 主程序概貌 20
2.2 head標簽節(jié)點 21
2.3 component標簽節(jié)點 21
2.4 meta節(jié)點 22
2.5 Scene節(jié)點 25
2.6 VR-X3D文件注釋 26
2.7 WorldInfo信息化節(jié)點 27
本章小結(jié) 28
第3章 VR-X3D三維立體幾何節(jié)點設(shè)計 29
3.1 Shape節(jié)點設(shè)計 29
3.1.1 語法定義 30
3.1.2 源程序?qū)嵗?30
3.2 Sphere節(jié)點設(shè)計 32
3.2.1 算法分析 32
3.2.2 語法定義 33
3.2.3 源程序?qū)嵗?33
3.3 Box節(jié)點設(shè)計 34
3.3.1 語法定義 34
3.3.2 源程序?qū)嵗?35
3.4 Cone節(jié)點設(shè)計 36
3.4.1 語法定義 36
3.4.2 源程序?qū)嵗?37
3.5 Cylinder節(jié)點設(shè)計 38
3.5.1 算法分析 38
3.5.2 語法定義 39
3.5.3 源程序?qū)嵗?39
3.6 Text節(jié)點設(shè)計 40
3.6.1 Text節(jié)點語法定義 41
3.6.2 Text節(jié)點源程序?qū)嵗?41
3.6.3 FontStyle節(jié)點語法定義 42
3.6.4 FontStyle節(jié)點源程序?qū)嵗?43
本章小結(jié) 45
第4章 VR-X3D編組節(jié)點設(shè)計 46
4.1 Transform節(jié)點設(shè)計 46
4.1.1 語法定義 46
4.1.2 源程序?qū)嵗?47
4.2 Group節(jié)點 50
4.2.1 語法定義 50
4.2.2 源程序?qū)嵗?50
4.3 StaticGroup節(jié)點設(shè)計 53
4.3.1 語法定義 53
4.3.2 源程序?qū)嵗?53
4.4 Inline節(jié)點設(shè)計 55
4.4.1 語法定義 55
4.4.2 源程序?qū)嵗?56
4.5 Switch開關(guān)節(jié)點 58
4.5.1 語法定義 58
4.5.2 源程序?qū)嵗?59
4.6 Billboard節(jié)點設(shè)計 60
4.6.1 語法定義 61
4.6.2 源程序?qū)嵗?61
4.7 Anchor節(jié)點設(shè)計 64
4.7.1 語法定義 64
4.7.2 源程序?qū)嵗?65
4.8 LOD節(jié)點設(shè)計 68
本章小結(jié) 70
第5章 VR-X3D復(fù)雜模型設(shè)計 71
5.1 PointSet節(jié)點設(shè)計 71
5.1.1 語法定義 71
5.1.2 源程序?qū)嵗?72
5.2 IndexedLineSet節(jié)點設(shè)計 73
5.2.1 空間直線算法分析 74
5.2.2 語法定義 74
5.2.3 源程序?qū)嵗?75
5.3 LineSet節(jié)點設(shè)計 76
5.4 IndexedFaceSet節(jié)點設(shè)計 77
5.4.1 空間平面算法分析 77
5.4.2 語法定義 78
5.4.3 源程序?qū)嵗?79
5.5 ElevationGrid節(jié)點設(shè)計 80
5.5.1 空間曲面算法分析 81
5.5.2 語法定義 81
5.5.3 源程序?qū)嵗?82
5.6 Extrusion節(jié)點設(shè)計 83
5.6.1 Extrusion算法分析 83
5.6.2 語法定義 84
5.6.3 源程序?qū)嵗?85
本章小結(jié) 87
第6章 VR-X3D紋理、影視及聲音節(jié)點設(shè)計 88
6.1 Appearance節(jié)點設(shè)計 88
6.1.1 語法定義 88
6.1.2 源程序?qū)嵗?89
6.2 Material節(jié)點設(shè)計 90
6.2.1 語法定義 90
6.2.2 源程序?qū)嵗?91
6.3 ImageTexture節(jié)點設(shè)計 93
6.3.1 語法定義 93
6.3.2 源程序?qū)嵗?93
6.4 PixelTexture節(jié)點設(shè)計 95
6.4.1 語法定義 95
6.4.2 源程序?qū)嵗?96
6.5 TextureTransform節(jié)點設(shè)計 97
6.5.1 語法定義 97
6.5.2 源程序?qū)嵗?98
6.6 MovieTexture節(jié)點設(shè)計 99
6.6.1 語法定義 99
6.6.2 源程序?qū)嵗?100
6.7 AudioClip節(jié)點設(shè)計 102
6.8 Sound節(jié)點設(shè)計 103
6.8.1 語法定義 103
6.8.2 源程序?qū)嵗?104
本章小結(jié) 105
第7章 VR-X3D燈光渲染及視點導(dǎo)航設(shè)計 106
7.1 PointLight節(jié)點設(shè)計 107
7.1.1 語法定義 107
7.1.2 源程序?qū)嵗?108
7.2 DirectionalLight節(jié)點設(shè)計 109
7.2.1 語法定義 109
7.2.2 源程序?qū)嵗?110
7.3 SpotLight節(jié)點設(shè)計 111
7.3.1 聚光燈原理剖析 111
7.3.2 語法定義 112
7.3.3 源程序?qū)嵗?112
7.4 Background節(jié)點設(shè)計 113
7.4.1 語法定義 114
7.4.2 源程序?qū)嵗?115
7.5 TextureBackground節(jié)點設(shè)計 116
7.6 Fog霧節(jié)點設(shè)計 117
7.6.1 語法定義 117
7.6.2 源程序?qū)嵗?118
7.7 Viewpoint節(jié)點設(shè)計 119
7.7.1 視點原理剖析 120
7.7.2 語法定義 120
7.7.3 源程序?qū)嵗?121
7.8 NavigationInfo節(jié)點設(shè)計 123
7.8.1 語法定義 124
7.8.2 源程序?qū)嵗?125
本章小結(jié) 126
第8章 VR-X3D插補器交互動畫設(shè)計 127
8.1 TimeSensor節(jié)點設(shè)計 127
8.2 PositionInterpolator節(jié)點設(shè)計 129
8.2.1 語法定義 129
8.2.2 源程序?qū)嵗?129
8.3 OrientationInterpolator節(jié)點設(shè)計 131
8.3.1 語法定義 131
8.3.2 源程序?qū)嵗?131
8.4 ScalarInterpolator節(jié)點設(shè)計 132
8.5 ColorInterpolator節(jié)點設(shè)計 133
8.5.1 語法定義 133
8.5.2 源程序?qū)嵗?134
8.6 CoordinateInterpolator節(jié)點設(shè)計 136
8.6.1 語法定義 136
8.6.2 源程序?qū)嵗?136
8.7 NormalInterpolator節(jié)點設(shè)計 138
8.8 ROUTE節(jié)點設(shè)計 139
8.9 VR-X3D虛擬現(xiàn)實互動圣誕/新年
綜合項目實例設(shè)計 139
8.9.1 VR-X3D虛擬現(xiàn)實互動圣誕/新年
項目設(shè)計 139
8.9.2 VR- X3D虛擬現(xiàn)實互動圣誕/新年
綜合項目實例 140
本章小結(jié) 143
第9章 VR-X3D觸摸檢測器交互動畫設(shè)計 144
9.1 TouchSensor節(jié)點設(shè)計 144
9.1.1 語法定義 144
9.1.2 源程序?qū)嵗?145
9.2 PlaneSensor節(jié)點設(shè)計 146
9.2.1 語法定義 147
9.2.2 源程序?qū)嵗?147
9.3 CylinderSensor節(jié)點設(shè)計 150
9.3.1 語法定義 150
9.3.2 源程序?qū)嵗?150
9.4 SphereSensor節(jié)點設(shè)計 152
9.4.1 語法定義 152
9.4.2 源程序?qū)嵗?152
9.5 按鍵傳感器節(jié)點設(shè)計 154
9.5.1 KeySensor節(jié)點設(shè)計 154
9.5.2 StringSensor節(jié)點設(shè)計 155
9.5.3 源程序綜合項目實例 155
本章小結(jié) 162
第10章 VR-X3D虛擬現(xiàn)實AI（智能感知）
交互設(shè)計 163
10.1 VR-X3D虛擬現(xiàn)實智能感知動畫
節(jié)點設(shè)計 163
10.1.1 VisibilitySensor節(jié)點 163
10.1.2 ProximitySensor節(jié)點 165
10.1.3 LoadSensor節(jié)點 166
10.1.4 Collision節(jié)點 168
10.2 VR-X3D虛擬現(xiàn)實能見度智能感知
節(jié)點項目實例 169
10.2.1 雙飛碟飛行項目設(shè)計 169
10.2.2 雙飛碟飛行項目實例 169
10.3 VR-X3D虛擬現(xiàn)實親近度智能感知
自動門項目實例 172
10.3.1 自動門項目設(shè)計 172
10.3.2 自動門項目實例 172
10.4 VR-X3D虛擬現(xiàn)實投球互動體驗
項目實例 176
10.4.1 投球互動體驗項目設(shè)計 176
10.4.2 投球互動體驗項目實例 177
本章小結(jié) 179
第11章 VR-X3D虛擬人、粒子煙火、腳本
交互設(shè)計 180
11.1 VR-X3D虛擬人運動分析 180
11.2 VR-X3D虛擬人動畫設(shè)計語法剖析 182
11.2.1 HAnimHumanoid語法剖析 182
11.2.2 HAnimSegment、HanimSite
語法剖析 183
11.2.3 HAnimDisplacer、HanimJoint
語法剖析 184
11.3 VR-X3D虛擬人運動項目實例設(shè)計 186
11.3.1 項目實例開發(fā)設(shè)計 187
11.3.2 項目實例源代碼 187
11.4 VR-X3D虛擬現(xiàn)實粒子煙火系統(tǒng)設(shè)計 193
11.4.1 項目實例算法設(shè)計 193
11.4.2 項目實例源代碼 194
11.5 VR-X3D事件工具組件設(shè)計 197
11.5.1 BooleanFilter 節(jié)點設(shè)計 197
11.5.2 BooleanSequencer節(jié)點設(shè)計 198
11.5.3 BooleanToggle節(jié)點設(shè)計 199
11.5.4 BooleanTrigger節(jié)點設(shè)計 199
11.5.5 IntegerSequencer節(jié)點設(shè)計 200
11.5.6 IntegerTrigger節(jié)點設(shè)計 201
11.5.7 TimeTrigger節(jié)點設(shè)計 201
11.6 VR-X3D腳本組件設(shè)計 202
11.6.1 語法定義 202
11.6.2 源程序?qū)嵗?202
本章小結(jié) 204
第12章 VR-X3D虛擬現(xiàn)實交互體驗設(shè)計 205
12.1 VR-X3D虛擬全景技術(shù) 205
12.1.1 算法設(shè)計 205
12.1.2 全景設(shè)計 209
12.1.3 源程序?qū)嵗?209
12.2 3D眼鏡體驗設(shè)計 212
12.2.1 3D眼鏡設(shè)計原理 212
12.2.2 3D眼鏡應(yīng)用實例 213
12.3 VR虛擬頭盔體驗設(shè)計 215
12.3.1 虛擬頭盔簡介 216
12.3.2 VR頭盔實現(xiàn)原理 217
12.3.3 VR頭盔應(yīng)用實例 217
12.4 VR/AR/X3D智能可穿戴9D體驗館 221
12.4.1 智能9D體驗館架構(gòu) 221
12.4.2 智能9D體驗館實現(xiàn) 221
本章小結(jié) 222
附錄 VR-X3D虛擬現(xiàn)實交互節(jié)點圖標 223

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19. 微積分（經(jīng)管類）導(dǎo)學(xué)篇（下冊） [王海棠 曹海軍 周玲麗]
20. 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基礎(chǔ) [主編 姜國權(quán) 姜福佳]
21. 農(nóng)產(chǎn)品云倉模式研究—以北京農(nóng)產(chǎn)品流通物流供應(yīng)鏈重構(gòu)為例 [武曉釗 王成林 王春娟 等著]
22. 信息技術(shù)（微課版） [王云　徐江鴻　李清霞　羅學(xué)鋒　]
23. 管理基礎(chǔ)與實務(wù) [主編 王鳳基 顏漢軍]
24. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（下冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
25. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（上冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
26. 高等數(shù)學(xué)（下冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
27. 高等數(shù)學(xué)（上冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
28. 庭院風(fēng)骨—樹、灌、籬 [創(chuàng)意房主 著]
29. Python語言程序設(shè)計教程 [郭其標 房宜汕]
30. 微積分（經(jīng)管類）教程篇（下冊） [曹海軍 王海棠 周玲麗]