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X3D互動游戲交互設計——可穿戴式交互技術

( 簡體 字)
作者：張金釗、張金鏑 、孫穎類別：1. -> 程式設計 -> VR+AR
譯者：
出版社：清華大學出版社X3D互動游戲交互設計——可穿戴式交互技術 3dWoo書號： 46582
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【有庫存】
NT售價： 350 元

出版日：5/1/2017
頁數：373
光碟數：0
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印刷：黑白印刷語系： ( 簡體 版 )
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ISBN：9787302456513
作者序　|　譯者序　|　前言　|　內容簡介　|　目錄　|　序
(簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證)
作者序：

譯者序：

前言：

隨著計算機軟、硬件和“互聯網+”的迅猛發展以及人機交互設備的不斷更新換代，互動游戲技術已漸漸地走入人們的生活，例如通信及娛樂的移動終端設備的使用(iPad、智能手機等)，但這種交互還處于初級階段。如果要實現真正身臨其境的交互設計，還需要配備虛擬現實硬件設備和軟件產品，以及以虛擬現實技術為代表的前沿的主流互動游戲交互形式。深度互動游戲交互設計以增強現實可穿戴設備為載體進行深度互動，例如虛擬頭盔、虛擬體驗館、智能手表、智能手環、智能背包、智能鞋等。
交互設計又稱互動設計(Interaction Design)，交互設計是指人與機器互動設計，旨在通過設計讓電子產品、環境、系統和服務等更好地為人類服務。交互設計以人為設計中心，圍繞人的情感、生理、心理等因素進行更合理的設計，體現人的感覺器官，如聽覺、視覺、嗅覺、觸覺、味覺、語言溝通等元素，這都是交互設計的重要因素。交互設計是一門將計算機、互聯網技術、藝術設計、人工智能、微電子技術、傳感器技術以及可穿戴技術相結合的高新技術。
人機交互(Human拟Computer Interaction,HCI)是指人與計算機之間以一定的交互方式或交互界面來完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程，就是人如何通過一定的交互方式讓計算機完成他所希望完成的任務。
在20世紀60—70年代，早期人機交互只有以鍵盤輸入的字符界面交互； 到了20世紀80—90年代，以Windows窗口、圖符、菜單、按鈕以及鼠標為基礎的圖形用戶界面(GUI)逐漸成為當時計算機用戶界面的主流。近年來，以用戶為中心的系統設計思想增進人機交互的自然性、提高人機交互的效率是用戶界面的主要研究方向。虛擬現實和增強現實技術提供了多通道用戶界面的設計理念和思想，包括語言、姿勢輸入、頭部跟蹤、視覺跟蹤、立體顯示、三維交互技術、感覺反饋自然語言界面等。人體本身肢體的任何部分都可以成為人機對話的通道，例如肢體、手勢、語言、視覺、聽覺、肌肉電波、腦波以及情感交流等。
多媒體設計從單媒體到多媒體再到互動多媒體，人們的通信方式一直在變革和發展。從單媒體依靠單一方式進行傳播到多媒體技術的發展，多媒體技術是單媒體的復合與拓展，整合了文字、圖形、圖像、音頻以及視頻等各種傳播方式，更加多元化。
互動游戲交互設計在多媒體技術的基礎上更進一步融合虛擬/增強現實技術，具有更強的實時交互和使人身臨其境的沉浸感受，并集成了文字、圖像、數據、音頻、視頻、流媒體、3D動畫、3D游戲、體感交互技術以及可穿戴技術等，實現“互聯網+”沉浸式實時互動游戲交互設計理念。目前虛擬互動技術已完成人機交互部分，有多種與自然或虛擬世界的仿真模擬，并利用虛擬現實和增強現實技術進行互動游戲交互設計，最突出的是體感互動技術和可穿戴技術。互動游戲高級互動技術可用于高級虛擬現實互動游戲編程。同時，X3D與服務器交互應用，觸摸交互傳感技術、聲音和視頻相結合，并使用跨平臺的互動技術、流媒體等。
X3D增強現實技術作為計算機的前沿科技，是寬帶網絡、多媒體、游戲設計、虛擬人設計、信息地理與人工智能相融合的高新技術，是把握未來網絡、多媒體、游戲設計、虛擬人設計、信息地理及人工智能的關鍵技術。X3D虛擬現實技術是目前計算機領域中最前沿的科技，是21世紀初在國內、外剛剛興起的一種新型語言，其發展前景十分廣闊，潛力巨大。
X3D是互聯網三維立體圖形的國際通用軟件標準，定義了如何在多媒體中整合基于網絡傳播的動態交互三維立體效果。X3D第二代三維立體網絡程序設計語言在網絡上創建逼真的三維立體場景，開發與設計三維立體網站和網頁程序,利用它可以運行X3D程序直接進入Internet，還可以創建虛擬數字城市、網絡超市、虛擬網絡法庭、網絡選房與展銷等，從而改變了目前網絡與用戶交互的二維平面的局限性，使用戶在網絡三維立體場景中實現動態、交互和感知交流，體驗具有身臨其境的感覺和感知。2004年8月，X3D已被國際標準組織ISO正式批準，成為國際通用標準。X3D大有一統網絡三維立體設計的趨勢，具有劃時代的意義。X3D可以在不同的硬件設備中使用，并可用于不同的應用領域，例如虛擬游戲、互動游戲、軍事模擬仿真、科學可視化、航空航天模擬、多媒體再現、工程應用、信息地理、虛擬旅游、考古、虛擬教育及娛樂等領域。
X3D互動游戲交互設計具有以下特點。
(1) 豐富的多媒體功能： 能夠實現各種多媒體的制作，例如在三維立體空間場景幾何體上播放影視節目、環場立體聲等。
(2) 強大的網絡功能： 在網絡上創建三維立體的X3D場景和造型進行動態交互瀏覽、展示和操作，也可以通過運行X3D程序直接接入Internet，創建三維立體網頁和網站等。
(3) 程序驅動功能： X3D最突出的特點是利用程序支持各種本地和網絡三維立體場景及造型。
(4) 游戲動畫設計： 利用虛擬現實語言開發設計游戲軟件，例如虛擬駕駛、跑車游戲、虛擬飛行、虛擬圍棋、虛擬象棋、虛擬跳棋、彈球、網絡游戲等。
(5) 虛擬人動畫設計： 實現虛擬人行走運動設計，例如行走、坐立、運動、交談、表情、喜、怒、哀、樂等。
(6) 創建虛擬現實三維立體造型和場景，提供3D、2D場景和造型功能、變換層級、光影效果、材質、多通道/多進程紋理繪制，實現更好的三維立體交互界面。
(7) 信息地理設計： 利用虛擬現實語言開發數字地球、數字城市、城市規劃與設計以及虛擬社區等。
(8) X3D/CAD組件： 在X3D上提供了CAD節點與X3D文件相結合進行軟件項目的開發與設計，可以極大地提高軟件項目的開發效率。
(9) X3D事件工具組件： 該組件的名稱是EventUtilities，當在COMPONENT語句中引用這個組件時需要使用這個名稱。
(10) X3D自定義節點設計： 使開發者可以根據實際項目的需求開發與設計用戶需要的新節點、節點類型以及接口事件等，以滿足軟件項目開發的需要。
(11) 用戶動態交互功能： 基于鼠標的選取和拖曳，體驗鍵盤輸入的交互感。利用腳本實現程序與腳本語言交互設計，可以動態地改變場景，還可以利用數據手套、虛擬頭盔、三維鼠標、力反饋器等虛擬/增強現實可穿戴硬件設備進行游戲的交互設計。
(12) 人工智能： 主要體現在X3D具有感知功能上，利用動態感知和傳感器節點實現用戶與場景和造型之間的智能動態交互感知效果。
本書使讀者了解計算機在軟件開發和編程方面如何利用目前國際上最先進的開發工具和手段開發設計互動游戲。本書全面、詳細地闡述了X3D的語法結構、數據結構定義、概貌(profile)、組件(component)、等級(level)、節點(Node)、域(Field)等，突出語法定義中每個“節點”中域的域值描述，并結合具體的實例源程序深入淺出地進行引導和講解，激發讀者的學習興趣。為了使讀者能夠更快地掌握X3D互動游戲交互設計，本書配有大量的編程實例源程序，而且都在計算機上經過了嚴格的調試并通過，供讀者參考。
本書由張金釗編寫，參與本書編寫的還有張金鏑教授以及深圳市鯨落新時尚網絡科技有限公司的徐健經理。
“知而獲智，智達高遠”，探索和開發獲得未知領域知識，凝聚智慧高瞻遠矚才能有所突破和創新。“知識改變命運，教育成就未來”，只有不斷地探索、學習和開發未知領域才能有所突破和創新，為人類的進步做出應有的貢獻。“知識是有限的，而想象力是無限的”，想象力在發散思維的驅動下在浩瀚的宇宙空間中馳騁翱翔。希望廣大讀者在X3D虛擬游戲世界中充分發揮自己的想象力，實現您的全部夢想。
由于時間倉促，編者水平有限，書中的缺點和不足在所難免，敬請讀者批評指正。
編者2017年3月
內容簡介：

《X3D互動游戲交互設計》全面、系統地介紹了計算機前沿科技X3D（Extensible 3D）互動游戲交互技術，X3D互動游戲交互技術為“互聯網+”、“一帶一路”最前沿的3D交互式電商開發技術平臺。X3D互動游戲交互設計以虛擬/增強現實技術、可穿戴式設備以及3D打印機等前沿技術為依托，是目前計算機虛擬現實領域最前沿的一種新型開發技術，它是寬帶網絡、多媒體、游戲設計、虛擬人設計、信息地理與人工智能相融合的高新技術。X3D大有一統網絡三維立體設計的趨勢，具有劃時代的意義，是把握未來網絡、3D交互設計、互動游戲設計、多媒體技術及人工智能的關鍵技術，是21世紀計算機領域的核心所在。
本書是目前虛擬現實領域中最前沿的計算機互動游戲教科書，是集計算機“互聯網+”、3D交互設計、游戲設計、多媒體技術、虛擬人設計、粒子煙火、動畫游戲設計、信息地理以及人工智能于一身的實用教科書。全書內容豐富，敘述由淺入深，思路清晰，結構合理，實用性強，并配有大量的X3D互動游戲交互設計源程序實例，使讀者可以輕松掌握X3D互動游戲交互技術。
目錄：

第1章X3D互動游戲交互設計概述

1.1虛擬現實技術

1.1.1虛擬現實技術及基本特性

1.1.2虛擬現實技術的分類

1.1.3虛擬/增強現實和可穿戴智能設備

1.1.4虛擬現實常用的幾種交互方式

1.2增強現實技術

1.2.1增強現實系統原理

1.2.2X3D增強現實軟件建模技術

1.2.3X3D增強現實技術的應用

1.3可穿戴智能設備

1.3.1可穿戴智能設備交互方式及交互技術

1.3.2可穿戴智能設備的發展與應用

1.4VR/AR互動游戲體感交互技術

1.4.1VR/AR互動游戲體感游戲平臺

1.4.2VR/AR互動游戲體感游戲技術

1.4.3VR/AR體感互動游戲中的傳感器技術

第2章X3D互動游戲開發環境與文件架構

2.1VR/AR互動娛樂媒體開發平臺

2.1.1虛擬現實項目開發平臺

2.1.2增強現實項目開發平臺

2.1.3角色動畫生成系統

2.1.4動作捕捉系統

2.2X3D互動游戲開發環境

2.2.1寫字板X3D互動游戲編輯器

2.2.2X3D專用編輯器

2.2.3Vizx3D集成開發環境

2.2.4BSStudio集成開發環境

2.2.5Xj3D瀏覽器的安裝與運行

2.3X3D互動游戲設計

2.3.1X3D互動游戲格式

2.3.2X3D互動游戲類型聲明

2.3.3X3D互動游戲概貌

2.4X3D互動游戲場景結構設計

2.4.1X3D互動游戲場景設計

2.4.2X3D互動游戲文件注釋

第3章X3D互動游戲建模交互設計

3.1X3D互動游戲幾何建模算法分析

3.2X3D互動游戲幾何建模分析

3.2.1X3D互動游戲幾何建模結構分析

3.2.2X3D互動游戲幾何建模語法剖析

3.3X3D互動游戲幾何建模開發設計

3.3.1X3D球體造型設計

3.3.2X3D圓錐體造型設計

3.3.3X3D圓柱體造型設計

3.3.4X3D立方體造型設計

3.3.5X3D文字造型設計

3.4X3D互動游戲路燈造型項目開發案例

3.4.1X3D路燈造型項目開發設計

3.4.2X3D路燈造型項目案例

第4章X3D互動游戲場景交互設計

4.1X3D互動游戲場景算法分析

4.2X3D互動游戲場景建模分析

4.2.1X3D互動游戲場景結構分析

4.2.2X3D互動游戲場景語法剖析

4.3X3D互動游戲場景開發與設計

4.3.1X3D互動游戲Transform設計

4.3.2X3D互動游戲Group設計

4.3.3X3D互動游戲Inline設計

4.3.4X3D互動游戲Switch設計

4.3.5X3D互動游戲Billboard設計

4.3.6X3D互動游戲Anchor設計

4.4X3D互動游戲建模重定義技術和重用技術

4.4.1X3D互動游戲建模重定義技術

4.4.2X3D互動游戲建模重用技術

4.4.3X3D互動游戲重用技術設計與案例

4.5X3D互動游戲旋轉的地球儀案例

4.5.1X3D互動游戲旋轉的地球儀案例分析

4.5.2X3D互動游戲旋轉的地球儀案例設計

4.5.3X3D互動游戲旋轉的地球儀場景設計

第5章X3D互動游戲高級建模設計

5.1X3D互動游戲高級建模分析

5.1.1X3D互動游戲空間點和線算法分析

5.1.2X3D互動游戲空間平面算法分析

5.1.3X3D互動游戲空間曲面算法分析

5.1.4X3D互動游戲Extrusion算法分析

5.2X3D互動游戲高級建模語法剖析

5.3X3D互動游戲高級建模開發與設計

5.3.1X3D互動游戲PointSet設計

5.3.2X3D互動游戲IndexedLineSet設計

5.3.3X3D互動游戲IndexedFaceSet設計

5.3.4X3D互動游戲ElevationGrid設計

5.3.5X3D互動游戲Extrusion設計

5.4X3D互動游戲臂力健身器案例

5.4.1X3D互動游戲臂力健身器案例分析

5.4.2X3D互動游戲臂力健身器案例設計

第6章X3D互動游戲交互光影渲染設計

6.1X3D互動游戲光影效果渲染設計

6.1.1X3D互動游戲光影效果渲染原理

6.1.2X3D互動游戲光影效果渲染分析

6.1.3X3D互動游戲光影設計

6.2X3D互動游戲光影效果語法剖析

6.3X3D互動游戲背景光影渲染開發設計

6.3.1X3D互動游戲交互全景技術

6.3.2X3D互動游戲交互點光源設計

6.3.3X3D互動游戲交互平行光源設計

6.3.4X3D互動游戲交互聚光燈光源設計

6.3.5X3D互動游戲鏡像效果設計

6.4X3D互動游戲背景交互控制項目案例設計

6.4.1X3D互動游戲背景交互控制項目設計

6.4.2X3D互動游戲背景交互控制項目案例

6.5X3D互動游戲臺燈交互控制項目案例設計

6.5.1X3D互動游戲臺燈交互控制項目設計

6.5.2X3D互動游戲臺燈交互控制項目案例

第7章X3D互動游戲高級攝像機影視設計

7.1X3D互動游戲視點與導航分析

7.1.1X3D互動游戲視點原理

7.1.2X3D互動游戲導航原理

7.2X3D互動游戲視點與導航語法剖析

7.3X3D互動游戲視點開發與設計

7.3.1X3D互動游戲視點項目設計

7.3.2X3D互動游戲視點項目案例

7.4X3D互動游戲導航開發設計

7.4.1X3D互動游戲導航項目設計

7.4.2X3D互動游戲導航項目案例

7.5X3D互動游戲影視動畫原理分析

7.5.1影視動畫原理分析

7.5.2聲音原理剖析

7.6X3D互動游戲影視動畫立體聲語法分析

7.7X3D互動游戲影視播放項目案例設計

7.7.1X3D互動游戲影視播放項目案例開發設計

7.7.2X3D互動游戲影視播放項目案例源代碼

7.8X3D互動游戲環繞立體聲項目案例設計

7.8.1X3D互動游戲環繞立體聲項目案例開發設計

7.8.2X3D互動游戲環繞立體聲項目案例源代碼

第8章X3D互動游戲曲線、曲面交互設計

8.1X3D高級建模算法分析

8.1.1空間解析幾何算法分析

8.1.2貝濟埃曲線算法設計

8.1.3B樣條曲線、曲面算法設計

8.2X3D互動游戲曲線、曲面高級建模語法剖析

8.2.1NurbsCurve、NurbsCurve2D語法剖析

8.2.2NurbsOrientationInterpolator語法剖析

8.2.3NurbsPatchSurface、NurbsSet語法剖析

8.2.4NurbsPositionInterpolator語法剖析

8.2.5NurbsSurfaceInterpolator語法剖析

8.2.6NurbsSweptSurface語法剖析

8.2.7NurbsSwungSurface語法剖析

8.2.8NurbsTextureCoordinate語法剖析

8.2.9NurbsTrimmedSurface語法剖析

8.3Nurbs曲線項目案例設計

8.3.1曲線項目開發設計

8.3.2曲線項目源代碼

8.4X3D曲面項目案例設計

8.4.1X3D曲面項目開發設計

8.4.2X3D曲面項目源代碼

8.5X3D子彈項目案例設計

8.5.1X3D子彈項目開發設計

8.5.2X3D子彈項目源代碼

8.6X3D卡通面具項目案例設計

8.6.1X3D卡通面具項目開發設計

8.6.2X3D卡通面具項目源代碼

第9章X3D互動游戲虛擬人、粒子煙火交互設計

9.1X3D虛擬人分析設計

9.2X3D虛擬人運動分析

9.3X3D虛擬人動畫設計語法剖析

9.3.1HanimHumanoid語法剖析

9.3.2HanimDisplacer、HanimJoint語法剖析

9.3.3HanimSegment、HanimSite語法剖析

9.4X3D虛擬人運動項目案例設計

9.4.1X3D虛擬人運動項目案例開發設計

9.4.2X3D虛擬人運動項目案例源代碼

9.5X3D粒子煙火系統設計

9.6X3D粒子火焰運動算法設計

9.7X3D粒子火焰案例分析

第10章X3D互動游戲交互體驗設計

10.1X3D互動游戲交互設計語法分析

10.1.1X3DTouchSensor語法剖析

10.1.2X3DPlaneSensor語法剖析

10.1.3X3DCylinderSensor語法剖析

10.1.4X3DSphereSensor語法剖析

10.1.5X3DKeySensor語法剖析

10.1.6X3DStringSensor語法剖析

10.2X3D互動游戲背景節點交互設計

10.3X3D互動游戲拉開窗戶交互項目案例設計

10.3.1X3D互動游戲拉開窗戶交互項目開發設計

10.3.2X3D互動游戲拉開窗戶交互項目案例源代碼

10.4X3D互動游戲商場旋轉門交互項目案例設計

10.4.1X3D互動游戲商場旋轉門交互項目開發設計

10.4.2X3D互動游戲商場旋轉門交互項目案例源代碼

10.5X3D互動游戲打開兩扇房門交互項目案例設計

10.5.1X3D互動游戲打開兩扇房門交互項目開發設計

10.5.2X3D互動游戲打開兩扇房門交互項目案例源代碼

10.6X3D互動游戲鍵盤交互項目案例設計

10.6.1X3D互動游戲鍵盤交互項目開發設計

10.6.2X3D互動游戲鍵盤交互項目案例源代碼

第11章X3D互動游戲交互動畫設計

11.1X3D互動游戲交互動畫設計與策劃分析

11.1.1動畫游戲設計與策劃

11.1.2X3D互動游戲交互動畫設計原理

11.2X3D互動游戲交互動畫語法分析

11.2.1TimeSensor語法剖析

11.2.2PositionInterpolator語法剖析

11.2.3OrientationInterpolator語法剖析

11.2.4ScalarInterpolator語法剖析

11.2.5ColorInterpolator語法剖析

11.2.6CoordinateInterpolator語法剖析

11.2.7NormalInterpolator語法剖析

11.2.8PositionInterpolator2D語法剖析

11.2.9CoordinateInterpolator2D語法剖析

11.2.10ROUTE語法剖析

11.3X3D互動游戲電子表項目

11.3.1X3D互動游戲電子表項目設計

11.3.2X3D互動游戲電子表項目案例

11.4X3D互動游戲移動、旋轉、縮放交互項目

11.4.1X3D互動游戲移動、旋轉、縮放交互項目設計

11.4.2X3D互動游戲移動、旋轉、縮放交互項目案例

11.5X3D互動游戲變色、變形以及標量交互項目

11.5.1X3D互動游戲變色、變形以及標量交互項目設計

11.5.2X3D互動游戲變色、變形以及標量交互項目案例

11.6X3D互動游戲圣誕樹項目

11.6.1X3D互動游戲圣誕樹項目設計

11.6.2X3D互動游戲圣誕樹項目案例

第12章X3D互動游戲AI(智能感知)交互游戲設計

12.1X3D互動游戲智能感知動畫游戲語法分析

12.1.1VisibilitySensor語法剖析

12.1.2ProximtitySensor語法剖析

12.1.3LoadSensor語法剖析

12.1.4Collision語法剖析

12.2X3D互動游戲能見度智能感知雙飛碟飛行項目

12.2.1X3D互動游戲能見度智能感知雙飛碟飛行項目設計

12.2.2X3D互動游戲能見度智能感知雙飛碟飛行項目案例

12.3X3D互動游戲親近度智能感知自動門項目

12.3.1X3D互動游戲親近度智能感知自動門項目設計

12.3.2X3D互動游戲親近度智能感知自動門項目案例

12.4X3D互動游戲掉落球體項目

12.4.1X3D互動游戲掉落球體項目設計

12.4.2X3D互動游戲掉落球體項目案例

12.5X3D互動游戲投擲飛鏢項目

12.5.1X3D互動游戲投擲飛鏢項目設計

12.5.2X3D互動游戲投擲飛鏢項目案例

附錄AX3D互動游戲交互節點圖標

附錄BASCII碼字符集全表

序：