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内容简介

本书从认识、设计、实践制作3D虚拟世界的角度出发，介绍了设计与制作3D虚拟世界应具备的基础知识，包括3D虚拟世界发展与应用现状、化身编辑、地形编辑、模型制作和脚本编程；详细介绍了利用开源软件搭建3D虚拟世界的方法，并以一个具体的实例介绍了一个场景的设计制作过程。

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ISBN：9787121256905

开本：16(185*260)

页数：208

字数：340

本书目录

第1 章　3D虚拟世界介绍…………………………………………………………………………………………1
1.1　虚拟世界 …………………………………………………………………………………………… 1
1.1.1　虚拟世界的定义 …………………………………………………………………………………………… 1
1.1.2　虚拟世界的分类 …………………………………………………………………………………………… 2
1.1.3　虚拟世界的专有名词 ……………………………………………………………………………………… 2
1.1.4　3D 虚拟世界的特点 ……………………………………………………………………………………… 3
1.2　虚拟世界的发展现状 ……………………………………………………………………………… 4
1.2.1　3D 虚拟世界在我国的发展状况 ………………………………………………………………………… 4
1.2.2　我国目前在运营的3D 虚拟世界 ………………………………………………………………………… 8
1.3　虚拟世界应用 ………………………………………………………………………………………10
1.4　教学建议 ……………………………………………………………………………………………11
第2 章　环境搭建 ………………………………………………………………………………12
2.1　OpenSimulator 简介 ………………………………………………………………………………12
2.2　客户端简介 …………………………………………………………………………………………17
2.3　搭建虚拟世界 ………………………………………………………………………………………20
2.3.1　安装和配置服务端 ……………………………………………………………………………………… 20
2.3.2　安装客户端 ……………………………………………………………………………………………… 30
2.3.3　浏览虚拟世界 …………………………………………………………………………………………… 30
2.4　教学建议 ……………………………………………………………………………………………33
第3 章　虚拟场景设计与制作………………………………………………………………………………………35
3.1　创意想法描述 ………………………………………………………………………………………35
3.2　实施文档 ……………………………………………………………………………………………36
3.3　教学建议 ……………………………………………………………………………………………42
第4 章　化身编辑………………………………………………………………………………………44
4.1　化身编辑入门 ………………………………………………………………………………………44
4.1.1　虚拟世界的穿行者—你的第二身份 ………………………………………………………………… 44
4.1.2　让自己与众不同 ………………………………………………………………………………………… 46
4.1.3　成为化身编辑能手三步法 ……………………………………………………………………………… 47
4.1.4　经验小结 ………………………………………………………………………………………………… 47
4.2　编辑衣物—基本编辑 ……………………………………………………………………………47
4.2.1　通过衣物的参数个性化化身 …………………………………………………………………………… 47
4.2.2　定制衣物材质 …………………………………………………………………………………………… 52
4.2.3　经验小结 ………………………………………………………………………………………………… 53
4.3　编辑体型 ……………………………………………………………………………………………53
4.3.1　头部及皮肤细节 ………………………………………………………………………………………… 53
4.3.2　体型编辑 ………………………………………………………………………………………………… 56
4.3.3　发型设计 ………………………………………………………………………………………………… 57
4.3.4　经验小结 ………………………………………………………………………………………………… 59
4.4　编辑衣物进阶 ………………………………………………………………………………………59
4.4.1　阴影褶皱效果的制作 …………………………………………………………………………………… 59
4.4.2　高光效果的制作 ………………………………………………………………………………………… 60
4.4.3　利用三维建模软件制作立体模型衣物 ………………………………………………………………… 61
4.4.4　经验小结 ………………………………………………………………………………………………… 65
4.5　体验编辑—孔子 …………………………………………………………………………………65
4.6　体验编辑——时尚女郎 ……………………………………………………………………………71
4.7　教学建议 ……………………………………………………………………………………………74
第5 章　地形编辑……………………………………………………………………………………………75
5.1　基本操作 ……………………………………………………………………………………………75
5.1.1　编辑权限 ………………………………………………………………………………………………… 75
5.1.2　编辑菜单 ………………………………………………………………………………………………… 76
5.1.3　两种编辑方式 …………………………………………………………………………………………… 76
5.1.4　地面贴图 ………………………………………………………………………………………………… 77
5.1.5　地形上传下载 …………………………………………………………………………………………… 78
5.2　注意事项 ……………………………………………………………………………………………78
5.3　教学建议 ……………………………………………………………………………………………79
第6 章　模型制作………………………………………………………………………………80
6.1　模型制作的通用知识 ………………………………………………………………………………80
6.1.1　模型初探 ………………………………………………………………………………………………… 80
6.1.2　进入建造模式 …………………………………………………………………………………………… 80
6.1.3　进入编辑模式 …………………………………………………………………………………………… 81
6.1.4　物体编辑 ………………………………………………………………………………………………… 82
6.2　自带工具的使用 ……………………………………………………………………………………85
6.2.1　物体面板 ………………………………………………………………………………………………… 85
6.2.2　特征面板 ………………………………………………………………………………………………… 90
6.2.3　材质面板 ………………………………………………………………………………………………… 92
6.2.4　常规面板 ………………………………………………………………………………………………… 94
6.2.5　内容面板 ………………………………………………………………………………………………… 94
6.2.6　综合实例一：古钟制作 ………………………………………………………………………………… 94
6.2.7　综合实例二：旋梯制作 ………………………………………………………………………………… 99
6.3　雕刻模型 ………………………………………………………………………………………… 100
6.4　DAE 模型 ………………………………………………………………………………………… 102
6.5　忠告与经验分享 ………………………………………………………………………………… 103
6.5.1　注意事项 ………………………………………………………………………………………………… 103
6.5.2　常用快捷键汇总 ………………………………………………………………………………………… 104
6.6　教学建议 ………………………………………………………………………………………… 105
第7 章　脚本交互…………………………………………………………………………………… 106
7.1　Hello World！ …………………………………………………………………………………… 106
7.1.1　什么是客户端脚本 ……………………………………………………………………………………… 106
7.1.2　运行第一个脚本 ………………………………………………………………………………………… 107
7.1.3　开发过程 ………………………………………………………………………………………………… 107
7.1.4　剖析“Hello，Avatar!” ………………………………………………………………………………… 108
7.1.5　状态和事件初探 ………………………………………………………………………………………… 109
7.2　基本语法 ………………………………………………………………………………………… 110
7.2.1　编程规范 ………………………………………………………………………………………………… 111
7.2.2　操作符号 ………………………………………………………………………………………………… 112
7.2.3　变量 ……………………………………………………………………………………………………… 113
7.2.4　流程控制 ………………………………………………………………………………………………… 115
7.2.5　函数 ……………………………………………………………………………………………………… 118
7.2.6　事件 ……………………………………………………………………………………………………… 119
7.2.7　状态 ……………………………………………………………………………………………………… 133
7.2.8　错误 ……………………………………………………………………………………………………… 136
7.3　程序示例 ………………………………………………………………………………………… 138
7.3.1　脚本入门示例 …………………………………………………………………………………………… 138
7.3.2　对话框菜单 ……………………………………………………………………………………………… 144
7.3.3　开关门 …………………………………………………………………………………………………… 149
7.3.4　时钟 ……………………………………………………………………………………………………… 150
7.3.5　动态纹理 ………………………………………………………………………………………………… 151
7.3.6　旋转的风车 ……………………………………………………………………………………………… 151
7.3.7　传送门 …………………………………………………………………………………………………… 152
7.3.8　采蘑菇 …………………………………………………………………………………………………… 153
7.3.9　坐在某个物体上 ………………………………………………………………………………………… 154
7.4　交通工具 ………………………………………………………………………………………… 154
7.4.1　总览 ……………………………………………………………………………………………………… 155
7.4.2　警告 ……………………………………………………………………………………………………… 155
7.4.3　定义 ……………………………………………………………………………………………………… 155
7.3.4　设置交通工具类型 ……………………………………………………………………………………… 155
7.4.5　线性和角度偏转 ………………………………………………………………………………………… 156
7.4.6　移动和操作交通工具 …………………………………………………………………………………… 157
7.4.7　线性发动机 ……………………………………………………………………………………………… 157
7.4.8　角度发动机 ……………………………………………………………………………………………… 158
7.4.9　使用驾驶角度 …………………………………………………………………………………………… 159
7.4.10　引力 …………………………………………………………………………………………………… 159
7.4.11　倾斜 …………………………………………………………………………………………………… 159
7.4.12　摩擦力时标 …………………………………………………………………………………………… 160
7.4.13　浮力 …………………………………………………………………………………………………… 160
7.4.14　悬浮 …………………………………………………………………………………………………… 160
7.4.15　参考系 ………………………………………………………………………………………………… 161
7.4.16　卡丁车例子 …………………………………………………………………………………………… 161
7.5　脚本经验 ………………………………………………………………………………………… 172
7.6　教学建议 ………………………………………………………………………………………… 175
第8 章　建造示例及技巧分享………………………………………………………………………………………… 176
8.1　创意想法 ………………………………………………………………………………………… 176
8.1.1　文档部分 ………………………………………………………………………………………………… 176
8.1.2　额外的准备 ……………………………………………………………………………………………… 176
8.2　实施文档 ………………………………………………………………………………………… 177
8.3　建造 ……………………………………………………………………………………………… 182
8.4　脚本示例 ………………………………………………………………………………………… 187
8.5　教学建议 ………………………………………………………………………………………… 191

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前言

前 言
哲学家海德格尔曾这样说过：“只拥有一个现实世界是不够的，我们还必须拥有一个诗意的世界。”这个诗意世界只有在虚拟世界才能充分实现。在《黑客帝国》、《阿凡达》等电影带给世人无穷震撼之后，虚拟世界真的走进了我们的现实生活。在以Second Life（第二人生）为代表的3D虚拟世界，每个用户可以塑造和操控自己的3D虚拟形象，在3D虚拟环境中进行社交、创造、买卖、娱乐等活动。3D虚拟世界提供给网络使用者以共同存在的社会空间。
从2003年Second Life正式发布，3D虚拟世界已在美国火起来了。2006年10月至2007年10月，共有35家虚拟世界公司获得了超过10亿美元的投资。2008年第一季度，有23个虚拟世界项目和支持技术公司获得总共1.84亿美元的投资。2008年第二季度，业界一共对14个虚拟世界项目投资了1.61亿美元的资金。主要的投资者来自Redpoint Ventures、Charles River Ventures等知名风投，还涵盖了Intel、IBM、Walt Disney等主要技术和传媒巨头。2014年，微软收购《我的世界(Minecraft)》开发商Mojang，引起了很大的轰动。
在中国内地，以ChinaQ（中国电信支持）、由我世界、Hipihi等仿Second Life模式的虚拟世界从2006年开始的几年也得到了资本的垂青，但2009年后他们已经步履维艰，在耗去大量的资金后，用户群体未培养起来，也不见盈利，这些项目要么消失要么转型。分析原因来讲，一般认为有以下两个关键：
① 3D虚拟世界的体验比较依赖网络带宽和硬件配置。中国内地这些方面都相对较弱，严重限制了用户体验，很难形成规模用户。
② 用户使用门槛较高。3D虚拟世界与一般3D游戏不一样，崇尚用户创造世界。针对互联网
用户，考虑综合技能，形成用户金字塔，技能熟练的在金字塔顶端，那么国内绝大部分用户处于金字塔底部，而3D虚拟世界的发展一定需要大量的顶端用户，否则这个虚拟世界会了无生趣。
2013年6月21日，《Second Life》在6月23日迎来上市十周年纪念，Linden Lab日前公布了游戏的历史成就统计。“目前，游戏已发展了3600万注册用户，累计度过的虚拟日子相当于21万7266年。游戏平均每月有超过40万新用户加入，月均活跃用户数量则有100万。游戏上线运营至今的虚拟交易累计金额达32亿美元，平均每天的虚拟交易金额达120万美元，其中最受欢迎的道具当属女性发型。目前，游戏中的虚拟陆地面积接近700平方英里，相当于14个旧金山城市的大小。”（来自互联网）但这些数字相对于流行的Facebook（月活跃度达10亿左右）、网游、页游的用户活跃度差别距大。特别是随着移动互联网的高速发展，对客户端硬件资源要求较高的3D虚拟世界应用面临极大的挑战。Second Life官方也发布消息正在进行技术架构变革，以实现通过Web使用虚拟世界，但用户体验会怎么样呢？我们拭
目以待。
3D虚拟世界虽然没有像人们预想的那样迅速普及、发展壮大，但其带来的全新沉浸式社交体验是二维虚拟社区和社交网站无可比拟的，其魅力依然。目前，在互动教育、商业、政治、关系、国际沟通、医药等领域活跃着相关研究和应用，随着硬件技术、网络技术、软件技术的进一步发展，3D虚拟世界终将大放异彩。
3D虚拟世界开发、运行十分复杂，感谢开源社区，我们可以在巨人的肩膀上搭建、设计和运行自己的虚拟世界。本书的写作目的是总结笔者近年来在该领域的相关工作经验，为欲探索3D虚拟世界的爱好者、研究者提供参考。
第1章3D虚拟世界，介绍3D虚拟世界的领域基础知识，介绍3D虚拟世界的发展现状，并分析
我国目前在运营的虚拟世界情况。
第2章环境搭建，详细介绍利用开源项目Opensim和Second Life客户端搭建3D虚拟世界的步
骤，介绍常用服务器配置方法和客户端的使用方法。
第3章设计与制作一般过程，介绍如何规划和设计一个虚拟世界中的场景，并给出参考大纲。
这部分属于经验分享，虚拟世界是很复杂的，并推荐了《Designing Virtual Worlds》一书，该书较为全面的讨论了虚拟世界设计的一些核心主题。
第4章基础软件，从建造3D虚拟世界的需要角度，简单介绍Photoshop和Blender，前者是常用材质制作工具，后者是开源的3D模型制作工具。如果对Photoshop或其他三维建模工具如Maya、3dsMax已经很熟悉，可以略过本章。如果需要深入掌握这两款软件，请参考相关书籍。
第5章化身编辑。每个用户在虚拟世界中都拥有一个化身，代表用户在虚拟世界中参与社交，本章介绍如何通过客户端和第三方软件个性化化身。
第6章地形编辑。地形是虚拟场景中地势地貌，是承载模型的基础，也是场景的一个重要组成部分。
第7章模型建造，讲解在虚拟世界中如何建造模型，主要通过客户端自带的建模工具实现，并介绍一些建造案例。这是本书的重点之一。
第8章脚本交互。脚本就是让场景中的模型富有交互性，它是一种基于事件的编程语言，本章全面介绍了如何使用脚本。这是本书的重点之一。
第9章实例，介绍一个场景制作的实例，从规划到实施制作，希望给大家一些启发；同时分享了一些建造技巧，为初学者提供帮助。客户端工具自带的建模工具，功能基础，但极为灵活，真正需要考验用户的创造力！
关于教学
作者也为计算机专业大二第一学期学生开设了《3D虚拟世界设计与制作》选修课，2学分，每周3节课，其中2节是实验课程。整个课程以项目制形式组织，前7周以老师讲解为主，学生练习为辅，让学生对全新的知识领域打下基础。在这7周中，学生以项目小组为单位需要完成创意和详细规划，并穿插在课中分两次汇报演讲。在后面的课程中以学生制作3D场景为主，老师就学生遇到的问题，集中讲解，并适当引入一些课外知识，在这期间，每个小组需要撰写项目周报。在最后一次课中启动项目评审，小组展示、集体打分，形成每位同学的课程成绩。本书也根据给出了教学建议。
本书的读者对象为相关科研人员、爱好者，以及高校动漫与游戏等相关专业的学生。课程网站：http://vr.bnusei.net/book。
本书的出版要感谢我的家人，给我带来了属于我自己的港湾，感谢爸妈为我们分担家务，感谢我的爱人任劳任怨，还要感谢我的儿子和女儿给我带来的欢乐，完成序言这会儿，小女儿因为感冒正啼哭不已，希望她早日好起来。本书的两位副主编在选题、整体规划、出版等方面都付出了心血。还要感谢本书的编辑，谢谢你细心的工作。参与本书编写的还有聂上二、段兰君、秦晓冉、谭晓晔、胡华晓、于晓航等，一并表示感谢。
本书获得了“中央高校基本科研业务专项资金”（项目名称：三维虚拟世界中社会网络特征研究，项目编号2013YB69）资助。
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