虚拟现实交互设计（周晓成）（第二版）

本书针对新时代信息产业数字媒体技术应用型人才培养，以推进数字中国建设、推动文化创新性发展为指引，详解虚拟现实交互设计师需要掌握的全流程知识与技能。全书共14章，其中第1、2章为虚拟现实交互设计的理论知识，第3、4章为三维动画设计案例，第5～7章为工业设计和产品设计案例，第8～10章为数字媒体和艺术设计案例，第11、12章为室内设计与空间设计案例，第13、14章为游戏设计案例。对于各章案例，按照“设计目的—设计分析—设计方法—设计意义—设计总结”的思路详解。
本书纸数一体化，方便理论学习与实践操作。部分章节设有扩展内容，可扫描书中二维码观看。各案例均配套案例源文件和素材，可登录化学工业出版社官网下载。教师可登录化工教育网注册后获取课件、教学大纲等资源。
本书可以作为高等院校数字媒体技术、数字媒体艺术、动画、虚拟现实、工业设计、产品设计、环境设计等设计类、计算机类相关专业的教材，也可以作为相关培训机构的培训用书，以及动漫、影视、游戏等相关行业人员的参考用书。

周晓成，毕业于景德镇陶瓷学院（现景德镇陶瓷大学）设计艺术学专业，获硕士学位。GAO级3D打印工程师。现任教于安徽文达信息工程学院，数字媒体技术教研室主任，从事三维动画、数字媒体技术和虚拟现实技术领域的教学和科研工作。主持和参与厅、部级教学科研项目5项，指导省级大创项目4项，国JIA级创新训练项目1项，主持校级研究所和科研团队各1项，发表EI/ISTP检索论文20余篇，出版教材专著7部，获批国家专利40余项，获得国JIA级和省级比赛奖10余项，省级教学成果奖1项。

在科技迅猛发展的今天，虚拟现实（VR）技术正成为推动许多行业革新的核心力量。随着这一技术的日益成熟和普及，其在教育、娱乐、医疗、制造等多个领域的应用正在扩展，对应的人才需求也在不断增长。专业的虚拟现实交互设计人才成为众多行业争夺的宝贵资源，其未来的职业前景无疑是广阔的。在教育领域，高校正在将虚拟现实技术融入课堂教学和实践中，以此培养学生的创新能力和实践技能。这一教学趋势不仅拓宽了传统课程的边界，还鼓励了跨学科的学习和研究。
本书第一版于2016年出版，一经出版便得到行业专家、广大读者的肯定，于2017年获得全国电子信息类优秀教材奖。第二版图书在第一版的框架基础上进行了全面修订，具体内容特点和功能如下。
1. 立足于学习者综合素质的提升。新版书中以社会主义核心价值观为引领，有机融入中华优秀传统文化，引导学习者树立文化自信。修订后的内容将创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念融入其中，更好地体现了时代性、创造性，有助于学习者的全面发展。
2. 技术方法与时俱进。本书基于三维动画、交互设计相关理论，与时俱进地介绍了当前流行的三维设计和交互设计工具—3ds Max和Unity，充分解析了如何利用这些工具进行模型建造、材质贴图、摄像机设置等关键技术操作。书中特别强调了用户体验的重要性，并讲述了交互设计的核心原理和设计流程，帮助学习者在设计中始终关注用户的需求和体验。
3. 案例内容覆盖面广。本书第3～14章精选不同领域的多个虚拟现实交互设计案例，如孔明锁、虚拟钢琴、智能手机界面以及工业产品展示等，便于学习者将学到的理论知识应用于实际设计项目中，同时激发学习者的创造性思维和设计灵感。
4. 案例制作流程详尽。本书将虚拟现实交互设计案例讲解作为核心内容，内容细化到从概念到最终产出的完整设计流程，包括建模、材质设计、动画制作、脚本编程、编译输出等，方便学习者逐步跟随并理解每一环节的细节。
5. 体例明晰，便于教学。各章开头设置知识目标、能力目标、素质目标、学习重点、学习难点，课后设置本章小结、创意实践，以帮助学习者梳理学习目的，巩固知识与技能，提高学习效率，强化学习效果。
6. 配套资源丰富，方便获取。书中部分章节设有扩展内容，可扫描书中二维码观看。为了便于实践练习，书中案例均配套案例源文件和素材，可登录化学工业出版社官网下载、使用。教师可登录化工教育网注册后获取课件、教学大纲等资源。
本书由周晓成（安徽文达信息工程学院）、蒋心一（安徽新华学院）、李欣鑫（安徽新闻出版职业技术学院）著，由张孟资教授和张少巍副教授主审。在撰写过程中，上海遥知信息技术有限公司提供了技术指导。本书是2022年度安徽省哲学社会科学重点基金项目“三维特效技术在游戏场景中的虚拟交互应用研究”（2022AH052847）和安徽省一般教学研究项目“虚拟现实技术课程交互设计教学与实践创新研究”（2022jyxm640）成果。
限于作者时间和水平，疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正，以便我们进一步完善。
 
周晓成
2024年3月

第1章 虚拟现实交互设计概述
1.1 虚拟现实 1
1.1.1 虚拟现实的概念 1
1.1.2 虚拟现实的发展历史与特点 2
1.1.3 虚拟现实的关键技术与应用 3
1.1.4 虚拟现实未来的发展趋势 6
1.2 三维动画 7
1.2.1 三维动画的概念 8
1.2.2 三维动画的发展历史与特点 8
1.2.3 三维动画的应用领域 10
1.2.4 三维动画未来的发展趋势 10
1.3 交互设计 11
1.3.1 交互设计的概念 11
1.3.2 交互设计的设计目的和主要内容 12
1.3.3 交互设计的设计流程和设计原则 13
1.3.4 交互设计的行业发展 14

第2章 虚拟现实交互设计的流程与方法
2.1 三维动画设计 17
2.1.1 三维建模 17
2.1.2 材质贴图 18
2.1.3 灯光照明 19
2.1.4 摄像机设置 21
2.1.5 动画设计 23
2.1.6 渲染烘焙 23
2.1.7 模型导出 24
2.2 Unity交互界面设计 25
2.2.1 模型属性与材质贴图调整 25
2.2.2 灯光、摄像机与动画设计 26
2.2.3 UI控件设计 26
2.2.4 脚本交互设计与编辑 27
2.2.5 特效与环境制作 28
2.2.6 编译输出 28
2.3 虚拟现实交互设计的软件和硬件 29
2.3.1 虚拟现实交互设计的软件 30
2.3.2 虚拟现实交互设计的硬件 31

第3章 孔明锁结构组装三维动画交互设计
3.1 UI设计 34
3.2 脚本交互设计 35
3.3 编译与输出 38

第4章 虚拟钢琴动画交互设计
4.1 材质属性与UI设计 42
4.2 游戏对象动画设计 43
4.3 脚本交互设计与音乐制作 45
4.4 编译与输出 48

第5章 手机触屏体验艺术交互设计
5.1 手机模型材质设计 51
5.2 手机UI交互设计 51
5.3 手机动画与脚本设计 53
5.4 编译与输出 56

第6章 虚拟工业产品概念展示交互设计
6.1 场景材质与环境设计 59
6.2 椅子UI与脚本交互设计 60
6.3 编译与输出 65

第7章 陶瓷产品造型与装饰的虚拟现实交互设计
7.1 陶瓷材质与环境设计 69
7.2 UI设计 69
7.3 脚本交互设计 70
7.4 编译与输出 74

第8章 七彩霓虹灯光交互设计
8.1 动画贴图与材质设计 77
8.2 UI控件设计 79
8.3 音乐与脚本交互设计 81
8.4 编译与输出 83

第9章 蝴蝶漫天飞舞路径动画交互设计
9.1 环境与音乐设计 85
9.2 UI设计 86
9.3 脚本交互设计 87
9.4 编译与输出 89

第10章 益智答题测试交互设计
10.1 材质与环境设计 93
10.2 粒子特效设计 93
10.3 文字与角色动画设计 95
10.4 UI与脚本设计 96
10.5 编译与输出 99

第11章 室内空间虚拟现实交互设计
11.1 室内空间材质调整与环境设计 104
11.2 室内空间UI设计 106
11.3 室内空间摄像机与动画设计 107
11.4 室内空间脚本设计 110
11.5 编译与输出 114

第12章 芝麻开门—芝麻关门触发动画交互设计
12.1 场景材质与环境设计 117
12.2 摄像机和角色动画设计 118
12.3 UI设计与脚本交互设计 120
12.4 编译与输出 124

第13章 3D迷宫虚拟现实交互设计
13.1 3D迷宫材质与环境设计 127
13.2 摄像机与角色动画设计 128
13.3 UI设计 131
13.4 脚本交互设计 132
13.5 编译与输出 135

第14章 3D赛车虚拟现实交互设计
14.1 3D赛车场景材质与环境设计 137
14.2 摄像机与物理属性设计 139
14.3 UI设计与动画设计 140
14.4 脚本交互设计 142
14.5 编译与输出 146

参考文献 149