XR应用开发实战(基于Unity和GSXR面向虚拟现实技术能力提升新形态系列教材)

编辑推荐

本书以Unity 3D引擎为基础，围绕GSXR应用开发的人才需求，详细介绍了XR项目开发的知识和技能，帮助读者掌握独立开发XR项目的能力。本书适合虚拟现实技术、数字媒体技术等相关专业的学生、教师以及期望从事XR应用开发的从业人员和虚拟现实爱好者阅读。

内容简介

本书顺应现代教育特点，理论与实践相结合，以项目任务式的方式组织内容，围绕 GSXR 应用开发的人才需求与岗位能力要求进行内容设计，详细介绍了如何使用 Unity 3D 引擎进行 XR 项目开发。全书共分为 6 个项目，首先，概述了基于 Unity 和 GSXR 搭建 XR 应用框架的方法；其次，分别对实现 GSXR项目中对象交互和手势交互进行了详细介绍；最后，通过 3 个综合实践项目——元宇宙视频播放器、虚拟化学实验室和火把节民俗 VR 体验之 Torch Festival，对本书知识点进行综合训练。本书循序渐进地介绍了 XR 项目开发方面的相关知识，难度逐渐递增，希望读者学习本书后能够具备独立开发 XR 项目的能力。

本书可作为高等院校、高等职业院校虚拟现实技术、数字媒体技术等相关专业及培训机构的教材，也可作为期望从事 XR 应用开发工作的从业人员或想要学习 Unity 3D 的虚拟现实爱好者的自学用书。

前言序言

2021年“元宇宙”的概念迅速崛起，其中涉及的 XR技术被人们广泛认识。 2023年 

8月，工业和信息化部联合五部门共同印发了《元宇宙产业创新发展三年行动计划（2023—2025年）》，进一步推动 XR技术的布□。 XR（包括虚拟现实、增强现实、混合现实）技术是新一代信息技术的重要前沿方向，是数字经济的重大前瞻领域，将深刻改□人类的生产生活方式，行业发展势必需要大量的 XR技术人才。人才是产业发展的先行力量，也是行业发展的关键。目前全国多所院校开设了虚拟现实技术应用专业，也陆续开设

了 XR技术相关课程，为社会输送相关的技术人才。 

Unity 3D是当前业界领先的虚拟现实应用开发引擎，已经逐渐成为虚拟现实、游戏开

发等相关专业的学生以及从事混合现实开发研究的技术人员必须掌握的技术之一，也成为 

XR技术应用专业优选的教学内容。本书围绕 GSXR应用开发的人才需求与岗位能力要求，

基于 Unity 3D引擎，以理论知识与实践案例相结合的方式进行内容编写，旨在为广大学

生、从业者等提供更为精炼、更有针对性的学习资料，借此培养一批合格的 GSXR技术应

用开发人才，较好地服务国家经济的发展。 

1.本书主要内容

全书共 6个项目，在介绍理论知识的同时，以具体案例的形式，加深读者对知识点的

理解，提高实际操作能力。

项目 1主要对基于 Unity和 GSXR搭建 XR应用框架的方法进行了概述。首先，阐

述了 GSXR的概念；其次，介绍了 GSXR相关插件和环境配置；然后，描述了如何构建 

GSXR Samples场景；最后，针对 XR应用编译打包进行了讲解。

项目 2主要介绍了如何实现 GSXR项目中对象交互。首先，从 GSXR设备、控制器

入手，讲解了 XR应用开发硬件相关知识；然后，针对移动导航功能做了介绍；最后，逐

步讲解 GSXR项目中与对象交互的方法。

项目 3主要讲述了 GSXR手势交互，介绍了在 XR设备上开启手势交互功能的方法，

详细讲解了 NoloVR Sonic 2设备中的手势交互方法，最后通过案例演示，探索了 GSXR

手势交互的实现。

项目 4~6主要介绍了元宇宙视频播放器、虚拟化学实验室和火把节民俗 VR体验之 

Torch Festival的开发，通过整合前面项目的知识点，以实际的案例进行综合训练。

2.本书编写特点

本书以初学者的视角编写，强调理论知识和实践技能相结合，以职业能力为立足点，注重基本技能训练。这有利于读者了解完整的 GSXR项目开发流程，掌握不同知识点之间的关系，激发读者的学习兴趣，使读者每学习一个项目都能获得成功的快乐，从而帮助其提高学习效率。

本书从应用实战出发，首先，实践项目的开发需求以内容策划的形式在项目之初展现出来；然后，对知识点进行整合设计；最后，通过项目实操的形式对知识点进行巩固训练，帮助读者在短时间内掌握更多有用的技术和方法，从而快速提高技术技能水平。 

3.本书定位

本书适用于虚拟现实技术、数字媒体技术、计算机科学与技术等相关专业的老师和学生，也适用于虚拟现实应用开发的从业者和爱好者。

本书由程明智、崔芳、张佳宁任主编，刘龙、倪茂、刘峰、王剑、路鹏、王晓阳、陶修论、李铁成、王海阳、李世龙、彭琴、赵丹萍、张添硕参与了部分项目的编写。在本书的编写过程中，李永琦、韩帅、鲍一鸣、焦钰婕等研究生也给予了大力协助和支持，在此向他们致以诚挚的谢意。另外，在本书的编写过程中，编者参阅了相关文献以及网络资源，在此向所有资源的作者表示衷心的感谢。感谢清华大学出版社的大力支持，他们认真细致的工作保证了本书的出版质量。

由于编者水平有限，经验不足，书中难免存在疏漏之处，恳请专家、同行及广大使用本书的老师和同学批评、指正。

编者 2024年 1月

本书工程文件及资源. rar 

目录

项目 1 基于 Unity和 GSXR搭建 XR应用框架 1

任务 11 GSXR概述 1

任务 12 GSXR插件下载及环境配置 8

任务 13 GSXR Samples 构建14

任务 14 XR应用编译打包 17

项目 2 实现 GSXR项目中对象交互 26

任务 21 了解 GSXR设备 26

任务22 了解GSXR控制器 28

任务 23 体验移动导航30

任务 24 实现与对象交互 36

任务 25 输出 GSXR应用与调试 39

项目 3 GSXR手势交互 42

任务 31 开启手势交互功能43

任务 32 手势交互方法45

任务 33 打包及安装 GSXR手势应用 46

任务 34 探索 GSXR手势 52

项目 4 GSXR工程应用案例——元宇宙视频播放器 67

任务 41 内容策划 67

任务 42 插件简介 67

任务 43 开发准备 68 

XR应用开发实战（基于 Unity和GSXR）

任务 44 搭建场景 69

任务45 逻辑设计与交互设计84

任务 46 构建调试 85

项目 5 GSXR工程应用案例——虚拟化学实验室 88

任务 51 内容策划 88

任务 52 开发准备 88

任务 53 搭建场景 90

任务 54 构建调试 111

任务 55 项目运行 113

项目 6 GSXR工程应用案例——火把节民俗 VR体验之 Torch Festival 120

任务 61 内容策划 120

任务 62 开发准备 120

任务 63 搭建场景 125

任务64 粒子设计及动画设计134

任务 65 交互设计 147

附录 174

附录 1 脚本序列化174

附录 2 JSON读写 175

附录 3 PlayerPrefs本地参数读写 176

附录 4 CSV文件读写 177

附录 5 Unity中的预定义 179

附录 6 Unity中的 Mathf 179

附录 7 Unity中的 Quaternion 180

附录 8 Unity空间向量 180

附录 9 Unity投影矩阵 183

附录10 Unity文件操作 184

附录 11 Unity中的特殊文件路径 185

附录 12 Unity中的 Layer 187

附录13 Unity中的Tag 188

附录14 Unity中的协程 189 

VI

目 录 

附录 15 Unity中的多线程 190

附录16 UnityResources191

附录17 Unity中的ScriptableObject 192

附录 18 Unity中的场景异步加载 193

附录 19 Unity中的协程下载 JSON 193

附录 20 Unity中的协程下载 Texture 194

附录 21 UnityWebRequest提交 JSON数据 195

附录 22 Unity中的 AssetBundle 196

附录23 Unity中的DLC 197

参考文献 199 

作者简介

程明智,工学博士，北京印刷学院教授，数字媒体技术专业负责人，兼任教育部信息技术新工科联盟虚拟现实教育工作委员会秘书长、教育部1+X证书“虚拟现实工程技术应用”主编专家