虚拟现实技术与创新创业训练

定　　价：33 元

丛书名：普通高等学校创新创业教育“十三五”规划教材

• 作者：林丽芝，许发见 著
• 出版时间：2020/6/1
• ISBN：9787113265823
• 出 版 社：中国铁道出版社

• 中图法分类：TP391.98 
• 页码：192
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：16开

内容简介

本书是在“2018年福建省教育厅关于开展福建省高校创新创业课程校本教材课题研究项目”指导和资助下完成的。在研究虚拟现实及其应用技术的基础上，以虚拟现实技术为支撑，引导大学生进行创新创业，这样的创新创业更具有针对性和可操作性。本书内容主要包括虚拟现实引领创新思维变革，虚拟现实技术应用的创新点和创意设计，虚拟现实带来的创新创业新形势，虚拟现实创新创业实践，虚拟现实创新创业大赛及企业孵化，虚拟现实训练体验案例。
　　把虚拟现实的技术和应用与创新创业相结合，有利于培养学生创新创业意识和实践能力。在指导创新创业的同时，也学习了虚拟现实的技术，紧跟信息技术发展的步伐。本书适合作为普通高等学校创新创业课程及虚拟现实技术的课程教材。

编辑推荐

把虚拟现实的技术和应用与创新创业相结合，有利于培养学生创新创业意识和实践能力。在指导创新创业的同时，也学习了虚拟现实的技术，紧跟信息技术发展的步伐。本书适合作为普通高等学校创新创业课程及虚拟现实技术的课程教材。

序 言

前 言
　　
　　
　　科技创新是原创性科学研究和技术创新的总称，是指创造和应用新知识、新技术和新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，开发新产品，提高产品质量，提供新服务的过程。科技创新可以被分成三种类型：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。
　　“互联网+”在人们生活中早已不是什么新鲜事，只要有过网上购物的经历，就会感受到“互联网+”给人们生活带来的便利，也提升了人们的生活水平。但虚拟现实这项颠覆性技术的出现，又将彻底改变人们现在的生产和生活。
　　一、虚拟现实为人们现实生活带来更多的可能性和多样性
　　虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、触、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。虚拟现实主要有三方面的含义：第一，虚拟现实是借助于计算机生成逼真的实体，“实体”是对于人的感觉(视、听、触、嗅)而言的；第二，用户可以通过人的自然技能与这个环境交互，自然技能是指人的头部转动、眼动、手势等其他人体的动作；第三，虚拟现实往往要借助于一些三维设备和传感设备来完成交互操作。近年来，虚拟现实已逐渐从实验室的研究项目走向实际应用，在军事、航天、建筑设计、旅游、医疗和文化娱乐及教育方面得到不少应用。在国内，有关虚拟现实的项目已经列入计划，虚拟现实的研究和应用正在全面展开。
　　中国工程院院士赵沁平教授认为，虚拟现实是一项可能的颠覆性技术，与“互联网+”一样，“虚拟现实+”已成为发展趋势，产业前景无限，虚拟现实技术将成为未来国际竞争和区域城市竞争力的重要因素。目前，我国在虚拟现实的理论研究和内容开发等方面，已经具备了一定的国际竞争能力，有可能在虚拟现实的某些方面成为领跑者，走出我国自己发展虚拟现实产业的路子。
　　虚拟现实对未来的影响主要体现在新的计算平台、行业发展的新信息技术平台、互联网未来的入口与交互环境、未来媒体、新发展思维、新技术途径，人所感知的世界将成为真实和虚拟两个世界，或者虚实结合的新世界。经过三十多年的发展，虚拟现实在军事、航空航天、装备制造、智慧城市、医疗、教育、文物保护等许多行业取得令人瞩目的应用成果，成为行业发展的新的信息技术平台。虚拟现实也进入大众生活，让家装布局、文化娱乐可以再现和模拟现场场景，在电子商务、网络社交方面也逐渐得到应用。
　　虚拟现实技术研究和“虚拟现实+”应用系统研发，会形成一批创新产品，诸如有知识产权的硬件设备、虚拟现实芯片与核心器件、有知识产权或我国主导的开源平台软件与研发工具软件。随着虚拟现实的发展，也会形成三类新型产业，即行业类虚拟现实产业、大众消费类虚拟现实产业、专业化虚拟现实产业，形成虚拟现实产业链全景图。
　　虚拟现实利用特有的用户感知技术，以其跟随式视角、高沉浸感体验而备受关注；再把多屏互动与可穿戴式虚拟现实设备相结合，让“屏幕”成为个性化消费品；虚拟现实依靠底层开发系统，可提供整套虚拟现实线下体验馆解决方案和相关行业应用；还可以将虚拟现实、增强现实、全体感人机互动等高科技技术结合科技娱乐馆的形式引入商业地产；另外虚拟现实服务于影视动画创意及快速制作、新媒体广告、展览展示、商业地产、亲子互动、移动互联网等领域；虚拟现实领域的内容平台、硬件终端、线下体验店、IP内容、产业联盟和产业基金，形成虚拟现实产业链的完整闭环。
　　从商业形式上看，虚拟现实将游戏和视频相结合，虚拟现实设备作为消费电子产品的应用位居主要地位。此外，虚拟现实技术作为信息技术具有的较强行业渗透特性，其应用开发主要集中在几十种行业和应用领域，例如“虚拟现实+”出行、“虚拟现实+”房地产、“虚拟现实+”购物、“虚拟现实+”社交、“虚拟现实+”教育、“虚拟现实+”公共安全、“虚拟现实+”买前试“吃”、“虚拟现实+”婚礼服务等。总之每个行业都将被互联网化，同样的“虚拟现实+”“人工智能+”，也将成为未来行业转型升级的技术新引擎。
　　一般认为，虚拟现实产业要可持续发展，需要持续的关键技术突破与科技创新支撑，强大的各类虚拟现实人才支撑，不衰的市场需求拉动。而虚拟现实技术可能的颠覆性，以及对未来人类社会的影响，决定了其发展的必然。我国已有一定虚拟现实技术支持和可转化成果积累、潜在消费市场巨大、企业热情高、政府开始重视等有利因素让虚拟现实技术的发展前景一片光明。
　　中共中央、国务院印发的《国家创新驱动发展战略纲要》指出，要发展下一代信息网络技术，增强经济社会发展的信息化基础，加强类人智能、自然交互与虚拟现实，中央政府对虚拟现实产业做出的新布局，推动了各地政府纷纷出台虚拟现实产业的布局和政策，力争在未来的市场竞争中占据有利地位。
　　二、虚拟现实也在悄悄地改变人们的精神世界
　　另一方面面对快速发展的虚拟实境技术以及人工智能，越来越多的科学家开始思考未来人类是否可能创建一个虚拟世界并在虚拟世界中生活。不管这个命题是否正确，不可置疑的是虚拟现实也正在悄悄地改变人类的精神世界。如果人类的意识仅仅是人脑复杂结构的产物，在理论上，人类意识完全可以被创造。来自美国航空航天局NASA的研究员Rich Terrile对人类生活在由未来人创造的计算机模拟程序中深信不疑。他认为在不久的未来，所有机器都将拥有自己的意识。同时，未来的量子计算机能够创造出等同于“现实”的游戏环境，并赋予游戏人物自身意识。
　　科学家们坚信，如果按照目前科技发展速度与方向进行下去，不久就会有超过人类数量的人工智能存于世上。完全有可能，真实人类数量逐渐减少，或者，我们本身就是人工智能的一部分。此外，另一科学理论支撑着虚拟世界论，那便是我们的世界完全是以数据的方式构成，所有物质最终可分解成次原子粒子，就像游戏世界最终可被分解为一个个像素。如果宇宙一切都可以被计算，就完全可以被模拟，这一理论存在一些荒诞的部分，的确有一些物理学难题无法从这一理论中得到解释。但是麻省理工学院的物理学教授Max TegmArk认为，逻辑上，人类可能生活在虚拟世界中，但也可能并非如此。如需对这一假设进行进一步论证，必须先发现创造虚拟世界的“另一个世界”的自然基本定律。
　　不管怎么样，虚拟现实都在现实物质和思想精神两方面影响和改变着人们的生活，不断地把虚拟的未来变成真实的现实。
　　为什么虚拟现实对人们的生活产生如此巨大的作用呢？可以从它的发展过程中找到答案。
　　三、总结
　　电影《黑客帝国》中有一句台词：“你所触摸到的、听到的、看到的，只不过是一些神经元经过刺激传输到大脑里，然后形成你所认为真实的信号而已。”所以，只要能把这些人所能感受的触觉通过特殊的传感器有效转换成信号，就能在虚拟的世界中体验出真实的“世界”。虚拟现实技术在社会各领域开辟了一个富有发展潜力的新空间，它将会随着时间的推移日臻完善，在现实生活中的应用将会越来越广泛，发挥的作用也将会越来越大。
　　
　　编 者
　　2020年3月前 言
　　
　　
　　科技创新是原创性科学研究和技术创新的总称，是指创造和应用新知识、新技术和新工艺，采用新的生产方式和经营管理模式，开发新产品，提高产品质量，提供新服务的过程。科技创新可以被分成三种类型：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。
　　“互联网+”在人们生活中早已不是什么新鲜事，只要有过网上购物的经历，就会感受到“互联网+”给人们生活带来的便利，也提升了人们的生活水平。但虚拟现实这项颠覆性技术的出现，又将彻底改变人们现在的生产和生活。
　　一、虚拟现实为人们现实生活带来更多的可能性和多样性
　　虚拟现实（Virtual Reality，VR）是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、触、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。虚拟现实主要有三方面的含义：第一，虚拟现实是借助于计算机生成逼真的实体，“实体”是对于人的感觉(视、听、触、嗅)而言的；第二，用户可以通过人的自然技能与这个环境交互，自然技能是指人的头部转动、眼动、手势等其他人体的动作；第三，虚拟现实往往要借助于一些三维设备和传感设备来完成交互操作。近年来，虚拟现实已逐渐从实验室的研究项目走向实际应用，在军事、航天、建筑设计、旅游、医疗和文化娱乐及教育方面得到不少应用。在国内，有关虚拟现实的项目已经列入计划，虚拟现实的研究和应用正在全面展开。
　　中国工程院院士赵沁平教授认为，虚拟现实是一项可能的颠覆性技术，与“互联网+”一样，“虚拟现实+”已成为发展趋势，产业前景无限，虚拟现实技术将成为未来国际竞争和区域城市竞争力的重要因素。目前，我国在虚拟现实的理论研究和内容开发等方面，已经具备了一定的国际竞争能力，有可能在虚拟现实的某些方面成为领跑者，走出我国自己发展虚拟现实产业的路子。
　　虚拟现实对未来的影响主要体现在新的计算平台、行业发展的新信息技术平台、互联网未来的入口与交互环境、未来媒体、新发展思维、新技术途径，人所感知的世界将成为真实和虚拟两个世界，或者虚实结合的新世界。经过三十多年的发展，虚拟现实在军事、航空航天、装备制造、智慧城市、医疗、教育、文物保护等许多行业取得令人瞩目的应用成果，成为行业发展的新的信息技术平台。虚拟现实也进入大众生活，让家装布局、文化娱乐可以再现和模拟现场场景，在电子商务、网络社交方面也逐渐得到应用。
　　虚拟现实技术研究和“虚拟现实+”应用系统研发，会形成一批创新产品，诸如有知识产权的硬件设备、虚拟现实芯片与核心器件、有知识产权或我国主导的开源平台软件与研发工具软件。随着虚拟现实的发展，也会形成三类新型产业，即行业类虚拟现实产业、大众消费类虚拟现实产业、专业化虚拟现实产业，形成虚拟现实产业链全景图。
　　虚拟现实利用特有的用户感知技术，以其跟随式视角、高沉浸感体验而备受关注；再把多屏互动与可穿戴式虚拟现实设备相结合，让“屏幕”成为个性化消费品；虚拟现实依靠底层开发系统，可提供整套虚拟现实线下体验馆解决方案和相关行业应用；还可以将虚拟现实、增强现实、全体感人机互动等高科技技术结合科技娱乐馆的形式引入商业地产；另外虚拟现实服务于影视动画创意及快速制作、新媒体广告、展览展示、商业地产、亲子互动、移动互联网等领域；虚拟现实领域的内容平台、硬件终端、线下体验店、IP内容、产业联盟和产业基金，形成虚拟现实产业链的完整闭环。
　　从商业形式上看，虚拟现实将游戏和视频相结合，虚拟现实设备作为消费电子产品的应用位居主要地位。此外，虚拟现实技术作为信息技术具有的较强行业渗透特性，其应用开发主要集中在几十种行业和应用领域，例如“虚拟现实+”出行、“虚拟现实+”房地产、“虚拟现实+”购物、“虚拟现实+”社交、“虚拟现实+”教育、“虚拟现实+”公共安全、“虚拟现实+”买前试“吃”、“虚拟现实+”婚礼服务等。总之每个行业都将被互联网化，同样的“虚拟现实+”“人工智能+”，也将成为未来行业转型升级的技术新引擎。
　　一般认为，虚拟现实产业要可持续发展，需要持续的关键技术突破与科技创新支撑，强大的各类虚拟现实人才支撑，不衰的市场需求拉动。而虚拟现实技术可能的颠覆性，以及对未来人类社会的影响，决定了其发展的必然。我国已有一定虚拟现实技术支持和可转化成果积累、潜在消费市场巨大、企业热情高、政府开始重视等有利因素让虚拟现实技术的发展前景一片光明。
　　中共中央、国务院印发的《国家创新驱动发展战略纲要》指出，要发展下一代信息网络技术，增强经济社会发展的信息化基础，加强类人智能、自然交互与虚拟现实，中央政府对虚拟现实产业做出的新布局，推动了各地政府纷纷出台虚拟现实产业的布局和政策，力争在未来的市场竞争中占据有利地位。
　　二、虚拟现实也在悄悄地改变人们的精神世界
　　另一方面面对快速发展的虚拟实境技术以及人工智能，越来越多的科学家开始思考未来人类是否可能创建一个虚拟世界并在虚拟世界中生活。不管这个命题是否正确，不可置疑的是虚拟现实也正在悄悄地改变人类的精神世界。如果人类的意识仅仅是人脑复杂结构的产物，在理论上，人类意识完全可以被创造。来自美国航空航天局NASA的研究员Rich Terrile对人类生活在由未来人创造的计算机模拟程序中深信不疑。他认为在不久的未来，所有机器都将拥有自己的意识。同时，未来的量子计算机能够创造出等同于“现实”的游戏环境，并赋予游戏人物自身意识。
　　科学家们坚信，如果按照目前科技发展速度与方向进行下去，不久就会有超过人类数量的人工智能存于世上。完全有可能，真实人类数量逐渐减少，或者，我们本身就是人工智能的一部分。此外，另一科学理论支撑着虚拟世界论，那便是我们的世界完全是以数据的方式构成，所有物质最终可分解成次原子粒子，就像游戏世界最终可被分解为一个个像素。如果宇宙一切都可以被计算，就完全可以被模拟，这一理论存在一些荒诞的部分，的确有一些物理学难题无法从这一理论中得到解释。但是麻省理工学院的物理学教授Max TegmArk认为，逻辑上，人类可能生活在虚拟世界中，但也可能并非如此。如需对这一假设进行进一步论证，必须先发现创造虚拟世界的“另一个世界”的自然基本定律。
　　不管怎么样，虚拟现实都在现实物质和思想精神两方面影响和改变着人们的生活，不断地把虚拟的未来变成真实的现实。
　　为什么虚拟现实对人们的生活产生如此巨大的作用呢？可以从它的发展过程中找到答案。
　　三、总结
　　电影《黑客帝国》中有一句台词：“你所触摸到的、听到的、看到的，只不过是一些神经元经过刺激传输到大脑里，然后形成你所认为真实的信号而已。”所以，只要能把这些人所能感受的触觉通过特殊的传感器有效转换成信号，就能在虚拟的世界中体验出真实的“世界”。虚拟现实技术在社会各领域开辟了一个富有发展潜力的新空间，它将会随着时间的推移日臻完善，在现实生活中的应用将会越来越广泛，发挥的作用也将会越来越大。
　　
　　编 者
　　2020年3月

作者介绍

林丽芝，女，中共党员，硕士，副教授、高级工程师。现为福州外语外贸学院理工学院专任教师。长期从事计算机方面的教学与科研工作。主持福建省高校创新创业课程校本教材课题1项，福建省教育科学“十三五”规划海峡两岸职业教育专项研究课题1项、教育厅B类课题1项，福州市中国特色社会主义理论体系研究中心一般项目1项，参与多项科研项目的研究。在学术刊物上发表过近十篇文章，指导国J级大学生创新创业训练项目2项，主持及参与多门重点课程的建设。参与规划教材《计算机应用基础项目式实验教程》等的编写。许发见，男，硕士，副教授、高级工程师。现为福建警察学院专任教师。长期从事计算机方面的教学与科研工作。

目 录

目 录


第1章 虚拟现实引领创新思维变革 1
1.1 虚拟现实技术的特点及应用 1
1.1.1 虚拟现实技术的特点 1
1.1.2 虚拟现实技术组成和分类 2
1.1.3 虚拟现实系统中硬件设备 3
1.1.4 虚拟现实的软件 3
1.1.5 虚拟现实、增强现实、混合现实的差别和应用 4
1.2　虚拟现实技术的应用现状和发展趋势 6
1.2.1 虚拟现实技术演变历程 6
1.2.2 应用领域 8
1.2.3 虚拟现实仿真平台 10
1.2.4 虚拟现实创业发展 10
1.3　虚拟现实带来的创新思维 11
1.3.1 虚拟现实的创新特质 11
1.3.2 虚拟现实带来了无限制创新思维的可能性 13
1.3.3 虚拟现实创新实践的方法论 14
1.3.4 虚拟现实将重新定义很多概念和应用 15
1.3.5 以虚拟现实为工具进行创新 16
第2章 虚拟现实技术应用的创新点和创意设计 18
2.1 虚拟现实创作和应用实践 18
2.1.1 虚拟现实创作和应用实践基础 18
2.1.2　虚拟现实应用实践 22
2.1.3　虚拟现实实践创新 24
2.2　虚拟现实应用技术的融合与创新 26
2.2.1 文化艺术与虚拟现实应用技术的融合与创新 26
2.2.2 文博馆、景观主题与虚拟现实技术的融合与创新 28
2.2.3 虚拟现实在游戏业的交互设计 28
2.2.4 意义与展望 29
2.3 虚拟现实带来全新的创客理念 30
2.3.1 创客教育 30
2.3.2 STEAM教育 31
2.3.3 虚拟现实带来全新的创客理念 31
2.4 虚拟现实开发引擎及Unity3D开发设计 34
2.4.1 各种虚拟现实开发引擎比较 34
2.4.2 Unity3D开发引擎的特点 38
2.4.3 Unity3D开发设计介绍 40
2.5 虚拟现实视频拍摄制作流程 47
2.5.1 前期 47
2.5.2 后期 51
第3章 虚拟现实带来的创新创业新形式 59
3.1 虚拟现实技术的行业应用及特点 59
3.1.1 虚拟现实改变服务形式 59
3.1.2 “互联网+”条件下的“虚拟现实+”网络服务 69
3.2 虚拟现实技术的创新创业机会 76
3.2.1 虚拟现实结合设计思维 77
3.2.2 虚拟现实和公益事业结合带来的创新创业机会 80
3.2.3 从学术到虚拟现实技术创业 84
3.2.4 虚拟现实改变创业理念 85
3.2.5 虚拟现实存在问题也是创新创业的机会 87
3.3 虚拟现实技术创业者的特点 88
3.3.1 虚拟现实硬件和基础产品创业者面临的严峻考验 88
3.3.2 虚拟现实技术应用创新创业需要合纵连横 89
3.3.3 虚拟现实创新创业大赛大浪淘沙、适者生存 91
3.3.4 来自虚拟现实创业者的声音 94
3.3.5 虚拟现实行业创业者的素质要求 94
3.4 基于虚拟现实应用技术的创业者团队组建 95
3.5 虚拟现实产业的发展特点及趋势 99
3.5.1 企业创新与虚拟现实产业发展的关系 99
3.5.2 分析2019—2022年虚拟现实和增强现实产业发展机会和投资点 99
3.5.3 5G商用促进虚拟现实产业创新发展 102
3.5.4 虚拟现实技术企业要把握好国家产业发展趋势 103
第4章 虚拟现实创新创业实践 107
4.1 虚拟现实技术创新创业发展过程及应用特点 108
4.2 虚拟现实创业企业的运营 109
4.3 虚拟现实的创业管理特点 111
4.4 虚拟现实创业实践中技术的重要性 112
4.5 虚拟现实创新创业实践方向 114
4.6 虚拟现实创新创业实践案例分析 115
4.6.1 做内容可能是虚拟现实创业团队最好的选择 115
4.6.2 虚拟现实技术在城市设计中的应用 118
4.6.3 国内外虚拟现实创业者的不同之处 120
4.6.4 虚拟现实教育创新 120
4.6.5 基于虚拟现实的应急响应演练 123
　　
第5章 虚拟现实创新创业大赛及企业孵化 126
5.1 首届中国虚拟现实创新创业大赛介绍 126
5.2 第二届中国虚拟现实创新创业大赛 128
5.3 虚拟现实创新创业前沿企业 130
5.3.1 国内虚拟现实相关企业 130
5.3.2 国外虚拟现实相关企业 132
5.4 虚拟现实创新实验室 134
5.4.1 国内虚拟现实创新实验室 134
5.4.2 海外虚拟现实创新实验室 138
5.5 虚拟现实前沿与技术孵化 141
第6章 虚拟现实训练体验案例 151
6.1 虚拟现实心理训练——高空救猫 151
6.2 动作训练案例——虎豹骑 153
附录A 第一届中国虚拟现实创新创业大赛 162
附录B 第二届中国虚拟现实创新创业大赛 167
附录C 2019人民网内容科技创新创业大赛 171
附录D 第十届全国大学生电子商务“创新、创意及创业”挑战赛参赛 173
附录E 2019世界大学生跨境&社交电商创新创业大赛——“互联网+”
国际贸易创新创业大赛 175
附录F 第六届“创青春”中国青年创新创业大赛 179