虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)技術(shù)作為一種模擬現(xiàn)實(shí)場景的計(jì)算機(jī)生成技術(shù)，自誕生之初便引發(fā)了世人的無限遐想。它利用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、人工智能和傳感器等多種技術(shù)手段，為用戶提供身臨其境的感官體驗(yàn)。從最初的構(gòu)想，到如今在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，VR技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)漫長且充滿挑戰(zhàn)的發(fā)展過程。

早在20世紀(jì)60年代，美國空軍便開始嘗試將簡單的VR技術(shù)應(yīng)用于飛行模擬，然而，受限于當(dāng)時(shí)的硬件條件和高昂成本，VR技術(shù)的推廣步伐緩慢。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖形處理技術(shù)的飛速發(fā)展，VR技術(shù)終于迎來了新的生機(jī)。到了20世紀(jì)90年代，VR技術(shù)開始進(jìn)入娛樂和游戲領(lǐng)域，但市場尚不成熟，發(fā)展仍顯艱難。

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高和硬件成本的降低，VR技術(shù)逐漸進(jìn)入普及期。特別是在娛樂領(lǐng)域，VR技術(shù)為游戲、電影、演唱會(huì)等文化活動(dòng)帶來了革命性的變革。如今，VR技術(shù)已不局限于娛樂領(lǐng)域，還被廣泛應(yīng)用于教育、醫(yī)療、工業(yè)設(shè)計(jì)、旅游等行業(yè)，展現(xiàn)出巨大的行業(yè)潛力。

尤其在娛樂領(lǐng)域，VR技術(shù)為用戶帶來了前所未有的沉浸式體驗(yàn)。VR游戲讓玩家仿佛置身于一個(gè)全新的虛擬世界，與其他玩家互動(dòng)，享受更為真實(shí)、刺激的游戲體驗(yàn)。同時(shí)，VR電影、虛擬演唱會(huì)等也為觀眾提供了身臨其境的視聽盛宴，打破了傳統(tǒng)娛樂方式的界限。

在筆者長達(dá)十年的VR開發(fā)學(xué)習(xí)和研究歷程中不斷探索這一領(lǐng)域的奧秘，親身經(jīng)歷了VR技術(shù)的飛速發(fā)展與變革。在如今眾多各有側(cè)重的VR開發(fā)框架和平臺中，本書選擇Unity作為主要開發(fā)平臺，這是基于其對VR開發(fā)的高度支持及其強(qiáng)大的跨平臺特性做出的判斷。

Unity作為一個(gè)功能強(qiáng)大、易于上手的開發(fā)引擎，為VR開發(fā)者提供了豐富的工具和資源。它不僅支持主流的VR設(shè)備，例如Oculus Rift、HTC Vive和Gear VR等，還具備高度的可擴(kuò)展性和靈活性。這使開發(fā)者在開發(fā)過程中能夠更加專注于內(nèi)容的創(chuàng)造和交互體驗(yàn)的優(yōu)化，而非煩瑣的技術(shù)細(xì)節(jié)。

同時(shí)本書盡可能縮短不涉及動(dòng)手的理論部分，以實(shí)戰(zhàn)中穿插相關(guān)知識點(diǎn)為主的形式向讀者介紹詳細(xì)的開發(fā)過程。VR開發(fā)應(yīng)以實(shí)戰(zhàn)為主，這是因?yàn)閂R技術(shù)的核心在于為用戶提供沉浸式體驗(yàn)，而這往往需要通過實(shí)際操作和反復(fù)試驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)。實(shí)戰(zhàn)開發(fā)能夠讓我們更直觀地了解用戶需求，發(fā)現(xiàn)并解決技術(shù)難題，進(jìn)而提升項(xiàng)目的質(zhì)量和用戶體驗(yàn)。

此外，雖然篇幅有限，本書只能選擇最適合的引擎介紹VR開發(fā)的過程，但是本書涉及的VR開發(fā)中的思想和方法具有廣泛的適用性。無論是針對哪種平臺或設(shè)備，優(yōu)秀的開發(fā)思想和方法都是相通的，例如注重用戶體驗(yàn)、優(yōu)化性能、合理設(shè)計(jì)交互方式等原則，在所有的VR項(xiàng)目中都是至關(guān)重要的。這些方法不僅有助于提高開發(fā)效率，還能確保項(xiàng)目在不同平臺上的表現(xiàn)一致。通過編寫本書，筆者總結(jié)了大量開發(fā)場景的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，也查閱了大量的官方和有參考價(jià)值的開源項(xiàng)目文檔，這使筆者也在多個(gè)維度上有了更深層的提升，收獲良多。

本書主要內(nèi)容

第1章VR游戲開發(fā)引擎的選擇，主要探討主流的VR游戲開發(fā)引擎，分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)，并提供選擇Unity作為VR開發(fā)引擎的理由，幫助讀者理解為何Unity是當(dāng)前VR游戲開發(fā)的首選平臺。

第2章VR項(xiàng)目環(huán)境準(zhǔn)備，主要介紹如何搭建VR開發(fā)環(huán)境，包括軟件安裝、硬件配置及Unity項(xiàng)目的初始化，為后續(xù)的開發(fā)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第3章基本VR場景設(shè)置，主要介紹如何在Unity中創(chuàng)建和設(shè)置基本的VR場景，包括XR Rig，以及手柄控制器對象的導(dǎo)入和如何呈現(xiàn)手部模型。

第4章輸入設(shè)置，主要講解VR游戲中的輸入機(jī)制，包括如何捕捉控制器的輸入信號并將輸入信號與手部動(dòng)畫參數(shù)關(guān)聯(lián)以實(shí)現(xiàn)控制器控制手部動(dòng)作。

第5章主體運(yùn)動(dòng)，主要介紹角色或玩家在VR環(huán)境中的移動(dòng)方式，包括連續(xù)移動(dòng)、傳送移動(dòng)、轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)等，確保玩家能夠自然地在虛擬空間中移動(dòng)。

第6章物體互動(dòng)，主要介紹如何在VR游戲中實(shí)現(xiàn)物體的直接抓取、遠(yuǎn)程抓取、互動(dòng)射線的修飾等，增強(qiáng)游戲的真實(shí)感和互動(dòng)性。

第7章UI互動(dòng)，主要介紹VR游戲中的用戶界面設(shè)計(jì)，包括菜單、按鈕、滑塊等元素的創(chuàng)建和交互，豐富用戶體驗(yàn)。

第8章震動(dòng)反饋，主要介紹如何在VR游戲中添加震動(dòng)反饋，通過觸覺增強(qiáng)玩家的沉浸感。

第9章自定義手勢動(dòng)畫，主要介紹如何在Unity中創(chuàng)建和應(yīng)用自定義的手勢動(dòng)畫，豐富玩家的表達(dá)方式。

第10章暈動(dòng)優(yōu)化，主要針對VR游戲常見的暈動(dòng)問題，介紹多種優(yōu)化策略，以減少玩家的不適感，提升游戲體驗(yàn)。

第11章項(xiàng)目打包與發(fā)布，主要介紹如何對完成的VR游戲項(xiàng)目進(jìn)行打包，以及發(fā)布到各大VR平臺的流程，使游戲能夠面向廣大用戶。

閱讀建議

本書是一本基礎(chǔ)入門、項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)及原理剖析三位一體的技術(shù)教程。全書以構(gòu)建一個(gè)基本VR項(xiàng)目作為實(shí)戰(zhàn)主體，在循序漸進(jìn)的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)操作過程中適時(shí)地介紹相應(yīng)的知識點(diǎn)和原理，使讀者能夠方便地在實(shí)踐的過程中體會(huì)并吸收VR開發(fā)知識，并逐步形成對VR開發(fā)流程框架的認(rèn)識，是一種高度知行合一的學(xué)習(xí)方法。

操作介紹包括詳細(xì)的項(xiàng)目開發(fā)步驟配合圖片標(biāo)示，為了讓讀者深入了解開發(fā)細(xì)節(jié)，每個(gè)代碼片段都有詳細(xì)的注釋標(biāo)注和對應(yīng)的操作說明。本書的基礎(chǔ)知識、項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)及原理剖析部分均提供了完整可運(yùn)行的代碼示例，將涉及的項(xiàng)目源代碼開源到線上，并配有相應(yīng)的視頻教程，這樣可以幫助讀者更好地自學(xué)全方位的技術(shù)體系。

建議沒有Unity VR實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的讀者從頭開始按照順序詳細(xì)閱讀每章節(jié)。章節(jié)劃分按照由淺入深，由整體概述到細(xì)節(jié)解析的方式對VR開發(fā)的技術(shù)發(fā)展、環(huán)境構(gòu)建，以及具體的各個(gè)主要功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行介紹，嚴(yán)格按照順序閱讀可以幫助讀者不會(huì)出現(xiàn)知識斷層。

有Unity VR開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的讀者可以快速地瀏覽第1章，從第2章開始進(jìn)入側(cè)重功能實(shí)現(xiàn)的實(shí)戰(zhàn)內(nèi)容。

第2~4章會(huì)介紹從0~1的項(xiàng)目搭建過程，包括環(huán)境的搭建、基本VR場景的構(gòu)建和控制器設(shè)置等。由于這部分內(nèi)容是后續(xù)項(xiàng)目操作的基礎(chǔ)，并且為了讓讀者深入理解一個(gè)Unity VR項(xiàng)目的各項(xiàng)設(shè)定，特意選擇了自主構(gòu)建控制器對象而非傻瓜式地直接引用現(xiàn)成對象，這樣可以幫助讀者深刻理解Unity VR項(xiàng)目構(gòu)建中的基礎(chǔ)部分。

第5~7章介紹如何在VR項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和互動(dòng)，包括XR Rig的傳送移動(dòng)、連續(xù)移動(dòng)，與物體對象的各種形式的互動(dòng)及UI互動(dòng)。這一部分內(nèi)容涉及的操作較多，內(nèi)容豐富，需要根據(jù)操作指導(dǎo)循序漸進(jìn)
地進(jìn)行學(xué)習(xí)，體會(huì)每步操作背后的原理和邏輯。對于較為復(fù)雜的功能，本書采用增量開發(fā)的形式，從基礎(chǔ)版本到針對每個(gè)問題點(diǎn)的優(yōu)化，使讀者能夠在細(xì)微處扎實(shí)掌握相關(guān)效果的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化思路，深化體驗(yàn)，強(qiáng)化吸收。

第8~10章介紹加強(qiáng)沉浸化體驗(yàn)的技術(shù)，包括增加VR互動(dòng)時(shí)的震動(dòng)反饋、自定義手勢和針對暈動(dòng)的優(yōu)化。由于這部分內(nèi)容是在互動(dòng)等效果實(shí)現(xiàn)后的增強(qiáng)和優(yōu)化，所以建議讀者在徹底完成第7章之前的操作后再來閱讀第8~10章的內(nèi)容，在進(jìn)行優(yōu)化操作的過程中，在大腦中與未作優(yōu)化時(shí)的狀態(tài)做類比，這樣可以快速抓住并理解這些優(yōu)化技術(shù)所針對的問題和原理所在。

第11章為最終項(xiàng)目的打包和發(fā)布介紹。本章節(jié)涉及的設(shè)置項(xiàng)較多，并且這些打包和發(fā)布方法伴隨平臺插件的更新可能有所變化。在學(xué)習(xí)過程中一定要注意理論結(jié)合實(shí)際，理解這些設(shè)置項(xiàng)背后的意義，不拘泥于完全一致，一旦發(fā)現(xiàn)實(shí)際的選項(xiàng)與書本上存在偏差，就可以在理解的基礎(chǔ)上找到新版的設(shè)置方式，或是查閱相應(yīng)平臺的官方資料，獲得最新的打包方法。

資源下載提示

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致謝

感謝我的家人對我抽時(shí)間寫作本書的理解。我的兩個(gè)女兒，希望這次寫書的經(jīng)歷能夠激勵(lì)你們耐心地追求自己的目標(biāo)。感謝我的妻子王曉霞女士對我的支持，你照顧好了孩子們的生活，讓我可以放心工作到深夜。非常感謝趙佳霓編輯的指導(dǎo)，得以讓此書有機(jī)會(huì)面世，與讀者見面。

人生有涯而學(xué)海無涯，VR技術(shù)發(fā)展迅速，內(nèi)容龐雜，寫本書也屬于以有涯渡無涯了，書中難免存在不妥之處，請讀者提出寶貴意見。

徐暘泱2025年4月