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目录1

第1章 概述1

1.1 虚拟现实系统的特点1

1.2 虚拟现实和系统仿真2

1.3 虚拟现实仿真的发展3

1.4 撰写本书的目的4

第2章 虚拟现实系统构筑的感官基础5

2.1 生成沉浸感的生理基础和技术要求6

2.1.1 沉浸感生成的生理感知基础6

2.1.2 沉浸感生成的技术基础7

2.1.3 虚拟现实系统的感知设备9

2.2 虚拟现实系统的主要感知设备10

2.2.1 视觉11

2.2.2 听觉15

2.2.3 触觉和力反馈18

2.2.4 虚拟环境对人类感知的影晌21

2.3 沉浸式虚拟现实系统22

2.3.1 沉浸式虚拟现实系统的技术要求22

2.3.2 桌面式的虚拟现实系统22

2.3.3 基本的桌面虚拟现实系统配置23

3.1 人机交互的感官机理25

第3章 虚拟现实环境中的人机交互和控制25

3.1.1 感知系统26

3.1.2 行为系统27

3.2 三维交互的概念模型27

3.3 人机交互的位置及动作跟踪和传感器技术28

3.3.1 人机交互设备28

3.3.2 用户跟踪系统31

3.3.3 用户跟踪技术33

3.4.1 对交互式仿真实验控制的要求38

3.4 虚拟现实交互系统的运行控制38

3.4.2 交互式仿真实验控制的实现机制39

第4章 虚拟现实建模语言VRML41

4.1 VRML简介41

4.2 VRML入门44

4.2.1 如何编写VRML文件44

4.2.2 如何调试VRML文件46

4.3 VRML世界的控制与接口46

4.3.1 Script节点47

4.3.2 ROUTE语句48

4.3.3 事件循环49

4.3.4 扇入扇出50

4.3.5 Script节点的例子51

4.3.6 VRML的浏览器接口54

4.4 VRML传感器节点介绍59

4.4.1 时间传感器节点（TimeSensor）59

4.4.2 触摸传感器节点（TouchSensor）65

4.4.3 可见性传感器节点（VisibilitySensor）67

4.4.4 拖动传感器68

4.4.5 近似传感器（ProximitySensor）节点77

4.4.6 声音节点（Sound）82

4.4.7 声音片断节点（AudioClip）87

4.4.8 视点节点（ViewPoint）89

4.5 其他的虚拟现实实现方法简介94

4.5.1 JAVA3DAPI94

4.5.2 OpenGL96

4.5.3 anfy3dAPI96

4.5.4 3D全景技术97

5.1 面向PC机的虚拟现实建模平台98

第5章 虚拟现实环境的造型工具98

5.2 WTK工具包99

5.2.1 WTK的特点99

5.2.2 WTK的虚拟环境合成及仿真管理99

5.2.3 WTK的宇宙对象100

5.3 MultiGen虚拟现实建模环境简介104

5.4 3DStudioMAX107

5.4.1 3DStudioMAX简介107

5.4.2 3DSMAX4要求的系统配置108

5.4.3 3DSMAX4的安装108

5.4.4 实例操作112

5.4.5 使用心得126

5.5 AC3D建模软件介绍126

5.5.1 AC3D简介127

5.5.2 AC3D的运行环境及用户界面127

5.5.3 菜单栏介绍128

5.5.4 编辑和作图工具栏133

5.5.5 三维对象制作134

5.5.6 使用心得139

第6章 系统仿真基本原理141

6.1 投针实验141

6.2 系统仿真145

6.3 系统仿真的建模和类别147

6.4 系统仿真的基本步骤148

6.4.1 阐明问题和目标设定148

6.4.2 仿真建模149

6.4.3 数据采集149

6.4.4 仿真模型的确认149

6.4.5 仿真程序的编制和验证150

6.4.6 仿真模型的运行151

6.4.7 仿真输出结果的统计分析151

6.5.2 离散系统仿真的研究热点152

6.5 系统仿真的发展152

6.5.1 历史进程和发展方向152

6.6 离散系统仿真基本原理154

6.6.1 随机离散事件155

6.6.2 仿真时钟及其推进方式156

6.6.3 未来事件表159

6.6.4 随机数发生器在仿真中的地位162

6.6.5 采集和输出统计数据162

6.6.6 事件安排、时间推进的仿真机制162

7.2 基于Java/VRMLScript的虚拟现实仿真机制164

第7章 系统仿真与虚拟现实的结合机制164

7.1 虚拟现实技术在主动控制上的不足164

7.3 面向排队网络的JavaScript/VRML虚拟现实仿真机制165

7.4 基于MultiGenCreator/Vega和C＋＋的虚拟现实仿真机制166

7.4.1 Vega简介167

7.4.2 Vega的编辑环境169

7.4.3 Vega与C＋＋相结合的虚拟现实仿真建模机制170

7.5 基于OpenGL/C＋＋仿真器的虚拟现实仿真机制170

7.5.1 OpenGL简介171

7.5.2 OpenGL的主要功能171

7.5.3 OpenGL的处理结构172

7.5.4 OpenGL程序设计简介173

7.5.5 OpenGL与Vega的比较174

7.6 虚拟现实中运动与场景控制174

7.6.1 装配生产车间的虚拟现实场景实现175

7.6.2 飞船发射与回收的虚拟现实演示177

7.7 提高VRML文件运行性能180

第8章 多媒体及虚拟现实仿真技术研究及实现185

8.1 多媒体仿真技术的研究185

8.1.1 什么是多媒体185

8.1.2 多媒体计算机系统186

8.1.3 对多媒体的划分187

8.1.4 仿真与多媒体、虚拟现实的关系188

8.1.5 多媒体在仿真中的应用189

8.2 虚拟现实与系统仿真189

8.2.1 虚拟现实（VirtualReality——VR）190

8.2.2 虚拟现实在仿真中的应用分析191

8.2.3 虚拟现实及系统仿真的一些结论192

8.3 虚拟现实仿真系统的实现192

8.3.2 基于PC及Web的虚拟现实仿真193

8.3.1 虚拟现实与仿真193

8.3.3 M/M/1/k排队系统的虚拟现实仿真194

8.3.4 虚拟现实仿真的一些结论210

第9章 虚拟现实环境下的管理决策仿真212

9.1 序贯性管理决策研究212

9.1.1 序贯管理决策的概念213

9.1.2 马尔可夫决策问题的数学描述214

9.1.3 管理决策问题中的3W+N研究215

9.2 动态决策理论和贝尔曼原理216

9.2.1 动态决策理论216

9.2.2 动态规划和贝尔曼原理217

9.2.3 马尔可夫决策研究218

9.2.4 马尔可夫问题与排队系统220

9.3 虚拟现实序贯管理决策仿真224

9.3.1 管理决策的虚拟现实仿真机制225

9.3.2 马尔可夫决策在虚拟现实环境下的研究（3W+N）225

9.3.3 在虚拟现实环境下的随机性马尔可夫决策226

9.4 交互式虚拟现实序贯管理决策仿真227

9.4.1 面向对象的进程式管理仿真系统227

9.4.2 人机交互式的虚拟现实仿真232

9.4.3 人机交互实现的核心——传感器233

9.5 得州星总装的虚拟现实决策仿真系统234

9.5.1 得州星总装仿真程序组234

9.5.2 仿真决策系统的构建237

9.5.3 得州星仿真决策实验设置240

第10章 虚拟现实仿真应用实例243

10.1 新建住宅的虚拟现实浏览与仿真243

10.2 载人飞船发射及回收过程的虚拟现实演示247

10.3 机场运行过程的虚拟现实仿真253

10.4 交通路口的虚拟现实仿真263

参考文献267