VR与AR开发高级教程 基于Unity

本书共分11章，主要讲解了VR和AR的开发和应用，主要内容为：增强现实以及AR工具介绍，Unity开发环境搭建及Vuforia开发环境搭建，Vuforia核心功能，如扫描图片、圆柱体识别、多目标识别、文字识别、云识别、物体识别和案例等，EasyAR开发知识，基于Unity开发VR，Cardboard VR开发，三星Gear VR应用开发，HTC Vive平台VR开发。通过两大综合案例Gear VR游戏—Breaker和科普类AR&VR应用—星空探索，为读者全面展示AR/VR案例开发的过程，使读者尽快进入实战角色。

本书适合程序员、AR/VR开发者、AR/VR爱好者，以及大专院校相关专业的师生学习用书和培训学校的教材。

吴亚峰，毕业于北京邮电大学，后留学澳大利亚卧龙岗大学取得硕士学位。1998年开始从事Java应用的开发，有10多年的Java开发与培训经验。主要的研究方向为OpenGL ES、手机游戏、Java EE以及搜索引擎。同时为手机游戏、Java EE独立软件开发工程师，现任职于华北理工大学并兼任华北理工大学以升大学生创新实验中心移动及互联网软件工作室负责人。十多年来不但指导学生多次制作手游作品获得多项学科竞赛大奖，还为数十家知名企业培养了上千名高级软件开发人员。曾编写过《OpenGL ES 3.0游戏开发（上下卷）》、《Unity 5.X 3D游戏开发技术详解与典型案例》、《Unity 4 3D开发实战详解》、《Unity游戏案例开发大全》、《Android应用案例开发大全》（第1版、第二版及第三版）、《Android游戏开发大全》（第1版、第二版及第三版）等多本畅销技术书籍。2008年初开始关注Android平台下的3D应用开发，并开发出一系列优质的Android应用程序与3D游戏。

第1章　初见增强现实　1

1.1　增强现实简介　1

1.2　AR工具简介　1

1.3　Unity开发环境搭建　2

1.3.1　Windows平台下Unity的下载

及安装　2

1.3.2　Mac OS平台下Unity的下载及安装　6

1.3.3　目标平台的SDK与Unity集成　9

1.4　Vuforia开发环境的搭建　12

1.5　本章小结　16

1.6　习题　16

第2章　Vuforia核心功能介绍　17

2.1　扫描图片—Image Target　17

2.2　圆柱体识别—Cylinder Targets　18

2.2.1　图片标准　18

2.2.2　如何获取实际物体的具体

参数　18

2.2.3　如何制作自定义的商标　19

2.2.4　如何达到最好的效果　20

2.3　多目标识别—MultiTargets　20

2.3.1　多目标识别原理　21

2.3.2　对多目标识别的选择建议　21

2.4　标记框架—Frame Markers　21

2.5　文字识别—Text Recognition　22

2.5.1　可识别字体格式　22

2.5.2　使用文本识别　22

2.5.3　应用过滤器　23

2.6　用户自定义目标—User Defined Targets　23

2.6.1　适合被追踪的场景和物体　24

2.6.2　介绍用户自定义目标预

制件　24

2.7　虚拟按钮—Virtual Button　24

2.7.1　按钮的设计以及布局　24

2.7.2　虚拟按钮的相关特性　25

2.7.3　虚拟按钮的摆放　25

2.8　云识别—Cloud Recognition　26

2.8.1　云识别的优势以及注意

事项　26

2.8.2　云识别的两种管理方式　26

2.9　智能地形—SmartTerrain　28

2.9.1　智能地形子对象　28

2.9.2　使用范围及设备要求　29

2.9.3　智能地形工作原理　29

2.10　物体识别—Object Recognition　30

2.10.1　可识别物体　30

2.10.2　下载Vuforia扫描仪　31

2.10.3　扫描3D物体步骤　31

2.11　本章小结　33

2.12　习题　33

第3章　Vuforia核心功能官方案例

详解　35

3.1　官方案例下载及ARCamera参数

讲解　35

3.2　扫描图片官方案例详解　37

3.2.1　预制件通用脚本介绍　38

3.2.2　运行效果　39

3.2.3　开发流程　40

3.3　圆柱识别案例详解　43

3.3.1　运行效果　43

3.3.2　开发流程　43

3.4　多目标识别案例详解　47

3.4.1　运行效果　48

3.4.2　开发流程　48

3.5　标记框架案例详解　53

3.5.1　运行效果　53

3.5.2　开发流程　53

3.6　文字识别案例详解　54

3.6.1　运行效果　54

3.6.2　开发流程　55

3.7　自定义目标识别案例详解　58

3.7.1　运行效果　59

3.7.2　开发流程　59

3.8　虚拟按钮案例详解　63

3.8.1　运行效果　63

3.8.2　开发流程　63

3.9　云识别案例详解　69

3.9.1　运行效果　69

3.9.2　开发流程　69

3.10　智能地形案例　75

3.10.1　基础案例　75

3.10.2　Penguin案例　78

3.11　3D物体识别案例详解　80

3.11.1　运行效果　80

3.11.2　开发流程　81

3.12　本章小结　84

3.13　习题　84

第4章　EasyAR概述　85

4.1　EasyAR基础知识讲解　85

4.1.1　EasyAR基本介绍　85

4.1.2　EasyAR SDK下载及官方案例导入　85

4.2　EasyAR图片识别功能　89

4.2.1　案例效果　89

4.2.2　案例详解　89

4.3　EasyAR视频播放功能　93

4.3.1　案例效果　93

4.3.2　案例详解　94

4.4　本章小结　99

4.5　习题　99

第5章　基于Unity开发的VR设备

初探　101

5.1　基于Unity开发的VR设备　101

5.1.1　Oculus Rift　101

5.1.2　Microsoft HoloLens全息

眼镜　104

5.1.3　Gear VR　104

5.1.4　PlayStation VR　105

5.1.5　HTC Vive　105

5.2　Oculus Rift环境配置与简要介绍　105

5.2.1　Oculus Rift安装　106

5.2.2　Oculus系统托盘　108

5.2.3　Oculus PC SDK开发准备　109

5.2.4　游戏手柄的使用　110

5.2.5　Unity整合包简单介绍　110

5.3　移动控制　113

5.3.1　基础知识　113

5.3.2　移动控制的案例　115

5.4　准星的开发　118

5.4.1　基础知识　119

5.4.2　准星开发案例　119

5.5　菜单界面的开发　123

5.5.1　场景的搭建　124

5.5.2　C#脚本的开发　126

5.6　综合案例　129

5.6.1　场景的搭建　130

5.6.2　着色器及相关脚本的开发　132

5.7　本章小结　137

5.8　习题　138

第6章　Cardboard VR开发　139

6.1　Cardboard SDK基本介绍　139

6.1.1　Cardboard SDK的下载与

导入　140

6.1.2　SDK官方预制件　141

6.1.3　SDK中的脚本文件　143

6.2　Cardboard SDK官方案例　144

6.3　一个综合案例　148

6.3.1　获取蓝牙手柄键值　149

6.3.2　场景一的搭建与开发　150

6.3.3　场景二的搭建与开发　153

6.4　本章小结　156

6.5　习题　156

第7章　三星Gear VR应用开发　157

7.1　Gear VR概览　157

7.1.1　初识Gear VR　157

7.1.2　Oculus Home　158

7.2　开发前的准备　159

7.2.1　下载Oculus Mobile SDK　159

7.2.2　获取Oculus签名文件　160

7.2.3　相关软硬件的基本要求　161

7.3　Oculus Mobile SDK概述　162

7.3.1　SDK文件目录介绍　162

7.3.2　脚本功能介绍　163

7.3.3　OVRCameraRig脚本

介绍　163

7.3.4　外设输入接口开发　165

7.3.5　场景加载时的淡入效果

脚本　169

7.4　游戏性能问题　170

7.4.1　硬件介绍以及降低性能的

因素　170

7.4.2　开发中需要注意的问题　171

7.5　一个简单的案例　171

7.5.1　案例功能简介　172

7.5.2　VR场景搭建　172

7.5.3　UGUI事件监听系统　174

7.5.4　追踪光标的实现　176

7.5.5　触摸板事件监听　177

7.5.6　部署运行APK的步骤　178

7.6　本章小结　179

7.7　习题　179

第8章　HTC Vive 平台VR开发简介　181

8.1　HTC Vive基本介绍　181

8.1.1　设备的安装　183

8.1.2　Viveport和手机通知　186

8.2　SDK基本介绍　188

8.2.1　下载Steam VR　188

8.2.2　Vive SDK的下载及导入　189

8.2.3　SDK中的官方预制件　190

8.3　SDK案例讲解　192

8.4　SDK脚本讲解　194

8.4.1　SteamVR_GazeTracker脚本详解　194

8.4.2　SteamVR_LaserPointer脚本详解　196

8.4.3　SteamVR_TestTrackedCamera脚本详解　198

8.4.4　SteamVR_TrackedController脚本详解　199

8.5　本章小结　201

8.6　习题　201

第9章　VR与AR创新风口　203

9.1　虚拟现实技术　203

9.2　增强现实技术　206

9.3　混合现实技术　209

9.4　本章小结　211

9.5　习题　211

第10章　GEAR VR游戏—

Breaker　213

10.1　背景以及功能概述　213

10.1.1　游戏背景概述　213

10.1.2　游戏功能简介　213

10.2　游戏的策划及准备工作　215

10.2.1　游戏的策划　215

10.2.2　使用Unity开发游戏前的

准备工作　216

10.3　游戏的架构　218

10.3.1　各个场景的简要介绍　218

10.3.2　游戏架构简介　219

10.4　Gear VR开发环境的搭建　219

10.5　游戏菜单场景的开发　220

10.5.1　场景的搭建及相关设置　221

10.5.2　各对象的脚本开发及相关

设置　223

10.6　关卡场景的开发　228

10.6.1　场景的搭建　228

10.6.2　摄像机设置及脚本开发　230

10.6.3　小球的脚本开发　234

10.6.4　插件的使用　237

10.6.5　场景机关的开发　240

10.6.6　提示面板的开发　243

10.7　游戏的优化与改进　245

第11章　科普类AR&VR应用—

星空探索　247

11.1　项目背景以及功能概述　247

11.1.1　项目开发背景概述　247

11.1.2　软件功能简介　248

11.2　软件的策划及准备工作　250

11.2.1　软件的策划　250

11.2.2　资源的准备工作　251

11.3　软件的架构　252

11.3.1　功能结构介绍　252

11.3.2　各个脚本简要介绍　253

11.4　天文学基础以及相关计算公式　255

11.4.1　重要天文坐标系　255

11.4.2　行星、月球、深空天体

简介　257

11.4.3　行星运行轨迹计算　258

11.4.4　月球运行轨迹计算　261

11.4.5　儒略日计算　264

11.5　观察星空模块的开发　265

11.5.1　数据的存储与读取技术的

开发　265

11.5.2　星座以及深空天体相关内容

的绘制　269

11.5.3　八大行星以及月球的

绘制　272

11.5.4　深空天体介绍场景的

开发　276

11.5.5　天体及连线着色器的

开发　278

11.6　太阳系普通模式的开发　279

11.6.1　太阳系场景的搭建　279

11.6.2　行星及卫星脚本开发　280

11.6.3　太阳特效及小行星带的

开发　281

11.7　太阳系增强现实（AR）模式的

开发　283

11.7.1　AR开发前期准备　284

11.7.2　场景搭建过程　285

11.7.3　摄像机自动对焦脚本的

开发　287

11.8　太阳系虚拟现实（VR）模式的

开发　288

11.8.1　CardBoard SDK使用　288

11.8.2　构建应用并部署到Android

设备　289

11.8.3　将太阳系场景开发成VR

模式　289

11.9　蓝牙摇杆使用及其他设置功能的

实现　290

11.9.1　蓝牙摇杆控制脚本开发　290

11.9.2　VR开关、摇杆灵敏度、

音效及时间缩放因子的

开发　291

11.9.3　主菜单脚本的开发　291

11.9.4　陀螺仪脚本开发　294

11.10　本章小结　295

参考文献　296