随着元宇宙概念的火爆，虚拟现实作为元宇宙场景的重要支持技术，是新一代信息技术的重要前沿方向。本书针对应用型高校教学需要和培养目标，以主流的Unity3D引擎使用为主线，将行业中新的应用案例、新的技术进行整合，内容包括：虚拟现实技术概述、虚拟现实系统的策划和产品设计流程、Unity3D开发环境的搭建、Unity3D基础操作、Unity3D交互功能开发、地图系统、图形用户界面、综合实例、实践延展等。案例之间具有连贯性，从基础到高阶，从引擎学习到综合案例开发，从软件系统开发到结合开发，培养读者虚拟现实系统开发能力。本书适合作为应用型本科高校虚拟现实、数字媒体及相关专业虚拟现实开发课程的教材，也可作为对虚拟现实感兴趣的广大爱好者与从业者的自学参考用书。

虚拟现实技术发展飞速，并在建筑领域、教育领域、游戏领域、娱乐领域得到了广泛的应用。目前市面上主要的虚拟现实开发引擎包括Unity 3D、Unreal Engine，以及国内的Cocos Creator等，开发者一般会用三维软件对真实场景进行建模，再导入引擎中完成交互开发。因此，熟练掌握虚拟现实引擎是开发虚拟现实应用的基础，也是本书着重介绍的部分。
本书由高校教师与从事虚拟现实开发多年的企业工程师合作完成。企业工程师分别来自南京予创予嘉信息科技有限公司和慧科教育科技集团有限公司。两家企业都曾负责多个高校的虚拟仿真实验开发，并获评国家级虚拟仿真金课，拥有丰富的开发经验。本书经过高校教师和企业工程师的探讨，总结了过往教学过程中的知识点以及实际项目开发时的难点，汇集了大量案例，容易激发学生的学习兴趣，旨在培养熟悉策划、设计、开发等制作流程并能够独立制作虚拟现实应用的综合应用型人才。
为了与行业发展保持同步，本书在第1版的基础上进行了修订，具体包括技术更新、内容优化等。首先根据虚拟现实技术的发展进行了技术和数据的更新，其次增加了Unity常用插件的介绍，最后，根据院校教师的需求和反馈，对第1版的部分案例进行了替换和优化。
全书针对应用型高等院校教学需要和培养目标进行编写，分为三部分，共9章。第一部分是理论篇，包括第1章和第2章。第1章介绍了虚拟现实技术的概念和应用领域；第2章介绍了虚拟现实应用的一般开发步骤，简述了原型制作过程和三维场景构建的要点。第二部分是实践篇，包括第3章至第8章。第3章详细介绍了虚拟现实开发环境的搭建；第4章以一个密室的搭建过程为引导，详细介绍了Unity 3D的工具使用、材质球、光照系统、摄像机；第5章在第4章密室开发完成的基础上，进一步讲解在Unity 3D中交互功能的实现，包括脚本的认识、常用的组件和类、物理引擎和动画系统；第6章以一个射击游戏为例，讲解了Unity 3D中游戏地图引擎的功能；第7章以一个考试系统为例，讲解了Unity 3D中的UGUI系统；第8章以一个传统家具制作虚拟仿真实验为例，讲解了一个虚拟现实项目的开发过程，包括了UI制作、场景构建、交互功能、数据库连接等，让学生对项目开发有一个完整的认识。第三部分是拓展篇，为第9章。第9章主要介绍近几年虚拟现实方面的最新应用，包括增强现实软件的开发、结合虚拟现实硬件设备的开发、结合手势识别的开发，以此拓展虚拟现实开发的技术
领域。
本书精心配备了丰富的数字化资源和服务，包括授课电子课件、教学素材、教学案例、教学视频等，需要的教师可登录中国铁道出版社教育资源数字化平台https://www.tdpress.com/51eds进行下载。通过这些配套资源和服务，将让您的学习或教学变得更高效。
本书由朱惠娟任主编，张皓名、陈琳琳任副主编。全书具体编写分工如下：第1章由陈琳琳、宋燕燕编写，第2章由朱娴、李纪伟编写，第3章至第7章由朱惠娟、张皓名编写，第8章和第9章由张皓名、史婧雯、李祺编写。全书由朱惠娟统稿。
衷心感谢南京理工大学紫金学院计算机学院宗平院长和各位同事对本书编写的大力支持。
限于编者水平，书中难免有不妥之处，敬请读者批评指正。

编 者
2024年12月

第一部分理论篇第1章虚拟现实技术概述21.1虚拟现实技术的相关介绍21.1.1虚拟现实技术的概念21.1.2虚拟现实的发展历程31.1.3虚拟现实、增强现实、混合现实、元宇宙的关系61.2虚拟现实的特点71.2.1多感知性（multi-sensory）71.2.2沉浸感（immersion）81.2.3交互性（interactivity）81.2.4想象性（imagination）91.3虚拟现实系统的分类91.3.1桌面式虚拟现实系统91.3.2增强式虚拟现实系统101.3.3沉浸式虚拟现实系统111.3.4分布式虚拟现实系统121.4虚拟现实的应用领域131.4.1教育领域131.4.2军事领域151.4.3工业领域171.4.4建筑领域181.4.5艺术领域201.4.6医学领域211.4.7娱乐领域22小结23思考23第2章虚拟现实系统的策划和产品 设计流程242.1虚拟现实产品设计242.1.1产品开发流程24

朱惠娟，副教授，南京理工大学紫金学院计算机科学与技术专业负责人，2021年江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师，中国计算机学会会员、江苏省计算机学会会员、江苏省微型电脑应用协会多媒体技术专委会委员。近五年，围绕虚拟现实、三维仿真等相关前言问题进行持续深入研究，参与2项国家级虚拟仿真金课的建设、参与4项江苏省省级虚拟仿真金课的建设，主持江苏省高校哲社、江苏省高校自科、校级教改、校级科研、校级精品课程建设等项目7项。先后在《计算机工程与应用》等刊物上发表学术论文15篇，主编《Office高级应用教程》1部，获发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权2项。曾获校级“优秀班导师”、“毕业设计优秀指导老师”、“学科竞赛优秀指导老师”等称号，并获评校级“青年教师教学进步奖”特等奖。连续多年指导学生参加国家级学科竞赛和江苏省大学生创新创业训练计划项目，获国家级奖项20余项、省级奖项若干，获2022年（第九届）江苏省大学生计算机设计大赛“优秀指导教师”称号。主讲课程：虚拟现实技术与应用、多媒体技术与应用。

本书经过高校教师和企业工程师的探讨，总结了过往教学过程中的知识点以及实际项目开发时的难点，汇集了大量案例，容易激发学生的学习兴趣，旨在培养熟悉策划、设计、开发等制作流程并能够独立制作虚拟现实应用的综合应用型人才。