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
AR技术及其应用
一、AR

增强现实(Augmented Reality,简称AR)是一种将虚拟信息与现实世界相结合的技术。它通过计算机实时计算和多传感器融合,将虚拟信息叠加到真实世界中,从而增强用户对现实世界的感知。AR技术具有以下三个突出特征

  1. 结合真实与虚拟:AR技术将计算机生成的虚拟元素(如图像、视频、声音等)与现实世界的实体元素进行结合和叠加

  2. 实时交互:用户可以实时地与虚拟内容进行交互,虚拟信息能够响应用户的动作和环境变化

  3. 三维注册:确保虚拟内容在现实世界中的正确位置和方向,使虚拟与现实能够精确地融合

AR技术广泛应用于多个领域,包括教育、游戏、零售、工业等,为用户提供了一种全新的交互体验


二、AR的应用:

游戏娱乐类


  • 《一起来捉妖》:腾讯旗下的一款 AR 游戏,玩家可以在现实世界中通过手机摄像头捕捉各种虚拟妖怪,不同的妖怪有各自独特的外形、属性和技能,还能进行培养、战斗和社交互动等,深受年轻玩家喜爱2

  • 《Pokémon GO》:由任天堂、The Pokémon Company 和 Niantic Labs 联合制作发行的一款基于地理位置的 AR 游戏,玩家可以在现实世界中寻找、捕捉、训练和对战宝可梦,该游戏在全球范围内掀起了一阵 AR 游戏热潮。

  • 《Conduct AR》:一款火车题材的 AR 游戏,玩家可以将数字版本的火车放置在现实中的地面上,控制火车的行驶方向、改变轨道以避免碰撞,帮助乘客到达目的地,游戏背景为真实世界,给玩家带来独特的游戏体验4

生活实用类


  • Google Maps AR 导航:谷歌地图中的 AR 导航功能,利用手机摄像头显示实时方向,将虚拟的导航指示箭头等信息叠加在现实道路画面上,提供更直观的导航体验,让用户更容易找到目的地1

  • Ikea Place:宜家推出的 AR 应用,用户可以通过该应用将宜家的沙发、扶手椅、脚凳、咖啡桌等产品的 3D 和真实尺寸模型放置在自己家中的实际位置,通过摄像头扫描地板,从宜家的产品列表中选择想要的物体,然后将摄像头指向地板空间,最后将产品拖动到想要放置的位置,帮助用户提前查看家具的摆放效果4

  • Wanna Kicks:一款虚拟试鞋应用,用户可以通过手机摄像头查看不同款式的鞋子穿在自己脚上的效果,无需实际试穿,节省了购物时间和精力,同时也增加了购物的趣味性。

教育学习类


  • 幻视:国内第一款正式商业化落地应用的 AR 增强现实产品,在教育领域可以为学生提供更加生动、直观的学习体验,如通过识别课本、图片等展示相关的 3D 模型、视频等学习内容,帮助学生更好地理解知识3

  • AR 地球探索:该应用可以让用户通过手机或其他设备观察地球的各种地理现象、生物分布等,以 AR 的形式展示地球的内部结构、气候变化、动物迁徙等内容,让学习地理知识变得更加有趣和直观。

  • 侏罗纪世界真相 app 中文版:以侏罗纪世界为主题的教育类 AR 应用,用户可以通过 AR 技术观察恐龙的外形、生活习性等,仿佛置身于侏罗纪时代,近距离接触恐龙,增加对古生物的了解1

社交互动类


  • 抖音:抖音中的部分特效和滤镜采用了 AR 技术,用户可以使用各种 AR 滤镜拍摄创意视频,如虚拟妆容、动物特效、场景特效等,还能与其他用户进行互动和分享,丰富了社交内容和形式。

  • Facebook AR Studio:Facebook 推出的 AR 创作和分享平台,用户可以创建自己的 AR 内容,如滤镜、特效、互动体验等,并分享到 Facebook 和 Instagram 等社交平台上,与朋友和粉丝进行互动。

  • LINE Rangers AR:LINE 推出的一款结合 AR 技术的社交游戏,玩家可以在现实世界中与好友一起组队战斗,共同对抗虚拟的敌人,还可以通过 AR 拍照功能记录游戏中的精彩瞬间并分享。


三、增强现实(AR)的发展历史:

早期探索阶段

  • 1957年:电影摄影师Morton Heilig发明了Sensorama,这是一种能够向观众提供视觉、声音、振动和气味的设备,虽然它不是由计算机控制的,但它是第一次尝试在体验中添加额外数据

  • 1968年:哈佛大学的计算机科学家Ivan Sutherland发明了世界上第一个头戴式显示器(HMD),为增强现实的发展奠定了基础

概念提出与技术发展

  • 1975年:美国计算机艺术家Myron Krueger开发了Videoplace,这是第一个“虚拟现实”接口,允许用户实时操纵和与虚拟对象互动

  • 1980年:Steve Mann开发了可穿戴计算设备

  • 1990年:波音公司的研究员Tom Caudell首次提出了“增强现实”(Augmented Reality)这个术语。

  • 1992年:美国空军阿姆斯特朗实验室的Louis Rosenberg开发了Virtual Fixtures系统,这是第一个完全功能的增强现实系统。

商业化与应用拓展

  • 2000年:Bruce Thomas开发了户外移动AR游戏ARQuake

  • 2008年:德国公司Metaio推出了Junaio,这是第一个基于位置的AR浏览器

  • 2012年:谷歌推出了Google Glass,这是一款具有增强现实功能的智能眼镜,标志着AR技术向消费市场的迈进

  • 2016年:Niantic公司推出了现象级AR游戏《精灵宝可梦Go》,在全球范围内引发了巨大关注,使AR技术走进了大众视野

技术成熟与广泛应用

  • 2017年:苹果公司推出了ARKit,谷歌推出了ARCore,这两个框架为移动设备上的AR应用开发提供了强大的支持,推动了AR技术在各个领域的广泛应用

  • 2020年代:随着5G、AI等技术的不断发展,AR技术在教育、医疗、零售、工业等多个领域得到了更深入的应用和创新