元宇宙与VR技术

陈贺璋、王淇漾、刘安达、马梓钧、马虹、 李超婷

目录

  • 1 第一单元  元宇宙概述
    • 1.1 定义
    • 1.2 起源
    • 1.3 应用与发展
    • 1.4 VR ,AR, MR,XR的区别与联系
    • 1.5 第八艺术的技术生态
    • 1.6 教师作品
  • 2 第二单元  元宇宙技术基础
    • 2.1 基本原理—立体视觉
    • 2.2 视听觉与晕动症
    • 2.3 动作交互
    • 2.4 多通道:视听触味嗅
    • 2.5 虚拟现实的硬件
    • 2.6 VR ,AR, MR,XR区别和应用场景
  • 3 第三单元  虚拟人
    • 3.1 虚拟人的概述
    • 3.2 虚拟人核心技术
    • 3.3 虚拟人平台
    • 3.4 数字虚拟人的应用场景
    • 3.5 虚拟人项目实践
    • 3.6 法律、政策与社会影响
  • 4 第四单元 AIGC技术
    • 4.1 当前主流AI
    • 4.2 大模型
    • 4.3 deepseek
    • 4.4 chatgpt
    • 4.5 ai短视频
    • 4.6 文生系列
  • 5 第五单元  元宇宙的商业
    • 5.1 区块链
    • 5.2 NFT
    • 5.3 虚拟房产与林登币
    • 5.4 元宇宙的经济模式
  • 6 第六单元  数字孪生
    • 6.1 信息与物理
    • 6.2 数字孪生
  • 7 第七单元 AR与MR(增强现实技术与混合现实)
    • 7.1 AR技术及其应用
    • 7.2 主流AR工具
    • 7.3 大空间AR
    • 7.4 MR混合现实
  • 8 第八单元 元宇宙的创意实现
    • 8.1 元宇宙涉及技能
    • 8.2 3D软件介绍
    • 8.3 基本建模原理
    • 8.4 材质、动画及其他
  • 9 第九单元  1、UNITY3D基础
    • 9.1 unity3d简介
    • 9.2 引擎下载与安装
    • 9.3 界面结构
    • 9.4 工程文件
    • 9.5 素材导入、打包输出
    • 9.6 导入外部资源包
  • 10 unity3D (2.环境与视角)
    • 10.1 地形创建
    • 10.2 树木-三维物体类
    • 10.3 草-二维贴图类
    • 10.4 自然因素水与风
    • 10.5 摄影机建立
    • 10.6 虚拟灯光的建立
    • 10.7 天空盒子
    • 10.8 fps角色控制器
    • 10.9 胶囊原理
    • 10.10 第三人称控制器
    • 10.11 章节测验
  • 11 unity3D (3.物体操作)
    • 11.1 脚本
    • 11.2 c#三要点
    • 11.3 教材推荐及使用方法
    • 11.4 translate移动物体
    • 11.5 章节测验
    • 11.6 用键盘控制物体
    • 11.7 键盘按下和抬起事件
    • 11.8 布尔变量和组合键
    • 11.9 任意键和开车
    • 11.10 摄影机切换
    • 11.11 章节测验
    • 11.12 鼠标控制物体
    • 11.13 自定义宏按钮
  • 12 unity3D (4.物体交互)
    • 12.1 刚体
    • 12.2 FBX改轴心做多米诺
    • 12.3 AddForce
    • 12.4 控制力量的两种方式
    • 12.5 trigger自开门
  • 13 unity3D (5.特效之射击与爆炸效果)
    • 13.1 shuriken按键爆炸
    • 13.2 坦克开炮
  • 14 unity3D (6.添加媒体)
    • 14.1 添加多媒体
    • 14.2 视频添加与控制
  • 15 unity3D (7.动画控制)
    • 15.1 旧动画animation
    • 15.2 Mecanim(新动画)
    • 15.3 人物动画剪辑
    • 15.4 状态机
    • 15.5 集成
  • 16 第十单元  项目实战
    • 16.1 项目一:数字展厅智慧博物馆
    • 16.2 项目二:战争电影CG动画制作
    • 16.3 项目三:简易游戏(UE篇)
  • 17 第十一单元  UE5
  • 18 第十二单元 其他技术与配合(如5G、大数据、云计算)
  • 19 第十三单元  元宇宙的未来
    • 19.1 元宇宙下的未来世界
      • 19.1.1 元宇宙的教育和医疗应用
  • 20 课程档案资料
    • 20.1 授课计划
    • 20.2 课程简介
  • 21 待删除
    • 21.1 UI的类:OnGUI
    • 21.2 Button控件实现
    • 21.3 Lable控件实现
    • 21.4 TextField控件实现
    • 21.5 碎石等细节物体
    • 21.6 ongui
    • 21.7 5.X新版本的UI
    • 21.8 章节测验
定义
  • 1 提供知识
  • 2 拓展阅读

本课程特色:

  1. 课程上几乎是空白

  2. 前沿技术集中系统,本课程较为全面的覆盖了元宇宙所涉及各个方面和各项技术,较有代表性

  3. 课程资源丰富。课程主持人多次担任全国技能大赛虚拟现实裁判长等工作,运行名师工作室,多次受邀开办全区全国讲座,人工智能协会会员,师资资源中有元宇宙白皮书的作者等等,都是在业内有一定代表性的学者专家。

  4. 取得相关专利7项,论文5篇。

一、元宇宙概述

元宇宙的发端

1.1 元宇宙的起源与发展

作为数字技术演进的重要产物,元宇宙(Metaverse)的构建基础可追溯至多领域技术融合。本课程将系统阐述元宇宙的起源路径、演进规律及核心概念体系,旨在建立对元宇宙技术框架的认知基础。本节课程内容分为四个模块:概念溯源、爆发动因、定义解析及未来构想。

1.1.1 概念词源考据

"元宇宙"术语构成包含双重维度:

  1. 词根解析

    • "元"(Meta)源于希腊语前缀μετά,表征超越物理现实的数字维度,在计算机科学中延伸为"描述数据的数据"(Metadata)

    • "宇宙"(Universe)在汉语语义中,"宇"指代三维空间(《淮南子》:"四方上下曰宇"),"宙"涵盖时间维度("往古来今曰宙"),构成时空连续体的完整表述

  2. 概念演进
    1992年,美国科幻作家尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)在《雪崩》(Snow Crash)中首次完整描绘了元宇宙雏形。小说构建了一个名为"Metaverse"的持久化虚拟空间,用户通过个人化数字替身(Avatar)进行多维度交互,该设定确立了现代元宇宙概念的三大要素:

    • 与现实世界并行的数字空间

    • 沉浸式交互设备(VR/AR装置)

    • 独立运行的经济系统





1.1.2 媒介呈现与大众认知

2018年斯皮尔伯格执导的《头号玩家》(Ready Player One)通过"绿洲"(OASIS)系统的可视化呈现,展示了元宇宙技术的三大应用范式:

  1. 沉浸体验

    • 用户通过虚拟现实头显(HMD)与触觉反馈装置接入系统

    • 多模态交互支持视觉、听觉、触觉的数字化映射

  2. 创造经济

    • 虚拟空间内用户生成内容(UGC)可转化为数字资产

    • 区块链技术保障数字资产的稀缺性与所有权确认

  3. 社会架构

    • 自组织社区形成新型社会治理模型

    • 去中心化自治组织(DAO)实现规则共建

(注:影视案例部分可插入二维码链接至精选影像片段)

1.1.3 学术定义标准

根据IEEE数字孪生工作组2022年发布的《元宇宙标准化白皮书》,元宇宙的技术定义应包含以下要素:

维度技术特征
空间架构持久化三维虚拟环境
接入方式多模态人机交互界面
经济系统加密货币与NFT支撑的数字经济体系
社会属性去中心化身份认证与数据主权机制
技术基础区块链、AI、云计算、边缘计算的融合架构

该定义框架为后续技术体系的解析提供理论基础。下节将深入探讨支撑元宇宙发展的关键技术群落及其演进路线。

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同学们好!今天我们正式开启元宇宙技术应用课程的第一讲。这堂课,我会着重为大家讲解元宇宙的起源、发展脉络以及相关核心概念,期望通过这节课,能让各位同学对元宇宙形成一个系统且清晰的认知。当然,大家也要做好心理准备,元宇宙是一个较为抽象的概念,理解它的内涵以及洞察其潜在价值会有一定难度,这也是本节课的学习难点所在。


接下来,我把本节课的内容划分为四个板块,分别是元宇宙概念的延续、发展的爆发点、精准定义以及未来构想。


首先,我们进入第一部分 —— 元宇宙的原型探讨。在这个环节,有三个关键词至关重要。第一个是 “matter”,在英文语境里,“元” 代表着对现实的超越,比如数据层面的拓展、超人类理念的衍生等等。这里的 “元” 蕴含着全新开端的意味,就像我们熟知的 “元旦”,它象征着新一年的起始之日;“元月” 则标志着一年中的第一个月份。而 “宇宙” 在汉语里,“宇” 本义是房屋,延伸为空间的概念;“宙” 代表着时间。所以,“宇宙” 一词所涵盖的就是时间与空间的集合。


回溯到 1992 年,科幻小说《雪崩》横空出世,这部作品首次提出了 “化身” 等具有开创性的词汇。书中构建了一个超脱于现实的未来世界,在这个世界里,人类借助 VR 设备,以虚拟化身的形态共同生活在一个虚拟空间当中。这个虚拟世界脱胎于现实世界,却又与现实世界相互平行、彼此影响,并且始终保持在线状态。另外,还有一部广为人知的电影《头号玩家》,它以 “绿洲” 为蓝本,对元宇宙的理想形态进行了生动描绘。在电影设定中,人们只需戴上 VR 眼镜并配备传感器,就能进入一个完全虚拟的三维世界。在这个世界里,他们能够开展各类创造性活动,获取相应的虚拟奖励,甚至还能将这些奖励兑换成现实世界的货币。


下面,我给大家播放一段《头号玩家》的精彩片段,让大家直观感受一下电影里所呈现的元宇宙雏形。


需要着重强调的是,《头号玩家》目前被公认为是最贴合元宇宙概念的影视作品。它不仅以美轮美奂的画面让观众领略到虚拟空间的无限繁华与精彩,更在大众心中种下了对元宇宙世界无限憧憬的种子,激发了人们对元宇宙未来发展的强烈期待。好了,让我们带着这份期待,一起走进这段影片。

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世界上第一门元宇宙课程的诞生:


元宇宙虚拟人——主讲陈贺璋教授助教KOKO讲授的第一堂课:世界上第一门元宇宙课程的诞生