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课程教学大纲

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01

课程的教学目标与任务

本课程是一门面向数字媒体、虚拟现实、游戏设计等相关专业的理论与实践并重的核心课程。课程系统讲授虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）的基础理论、核心技术及其在文旅、娱乐、工业、医疗、教育等行业的典型应用。通过本课程的学习，学生将掌握三维建模、材质贴图、动画制作、渲染输出、后期合成等全流程技能，并能够基于Unity 3D和Unreal Engine进行VR/AR交互内容的开发。

课程旨在培养学生的虚拟现实内容开发能力，提升其在实际项目中的综合素质、创新思维与团队协作能力，为未来从事虚拟现实开发、三维动画制作、游戏设计、交互媒体等工作奠定坚实基础。

02

课程类型

· 基础概论课 / 实践技能课

· 适用对象：影视三维模型师、3D动画设计师、自媒体剪辑师、影视后期特效师、Unity开发工程师、虚拟引擎开发工程师等从事虚拟现实相关工作的人员。

03

本课程对培养学生能力和素质的贡献点

1. 理论认知能力：系统掌握虚拟现实、增强现实、混合现实的基本概念、发展历程、技术体系及行业应用现状，形成对VR/AR领域的宏观认识。

2. 三维建模与美术设计能力：熟练使用Maya等三维软件进行多边形建模、UV展开、材质贴图、灯光渲染，具备制作高质量三维模型与场景的能力。

3. 动画设计与制作能力：掌握三维动画制作原理，能够运用关键帧、曲线编辑、骨骼绑定、角色动画等技术完成动态内容创作。

4. 渲染与后期合成能力：熟悉阿诺德等渲染器的使用，掌握PBR渲染流程，能够运用After Effects进行特效合成、粒子系统制作、色彩校正与视频输出。

5. 交互开发与引擎应用能力：掌握Unity 3D和Unreal Engine的基本操作，能够使用脚本（C#）或蓝图系统实现场景交互、UI控制、动画触发等基本功能。

6. 项目实践与创新能力：通过多个综合实战案例，培养学生独立完成VR/AR项目从策划到发布的全流程能力，鼓励跨学科融合与创新设计。

7. 职业素养与团队协作：培养严谨的工作态度、规范的文件管理习惯、良好的沟通协作意识，为进入相关行业做好准备。

04

课程具体内容及基本要求

第一章 虚拟现实基本概念

本章教学目标：使学生理解VR/AR/MR的基本定义、发展历程、核心技术及其关系，建立对虚拟现实领域的整体认知框架。

教学内容：

1. 虚拟现实的定义

· 虚拟现实（VR）：概念、特征

· 增强现实（AR）：定义、与VR的区别

· 混合现实（MR）：概念、与VR、AR的区别

2. 虚拟现实发展史

· 第一阶段（1963年以前）：有声形动态的模拟，是蕴含虚拟现实思想的阶段

· 第二阶段（1963—1972年）：是虚拟现实萌芽阶段；

· 第三阶段（1973—1989年）：，是虚拟现实概念的产生和理 论初步形成阶段；

· 第四阶段（1990年至今）：是虚拟现实理论进一步完善和应用阶段，

3. 虚拟现实相关技术

· 虚拟现实内容制作流程：模型制作、角色制作、场景制作、交互实现、音频制作、内容渲染

第二章 虚拟现实应用案例

本章教学目标：通过剖析VR/AR在多个行业的实际应用案例，使学生深入了解虚拟现实技术的落地场景，激发学习兴趣，培养创新思维。

教学内容：

1. 虚拟现实+文旅

· 虚拟现实+线下旅游：景区VR体验馆、VR导览、沉浸式历史重现

· 虚拟现实+虚拟旅游：足不出户游览全球，VR博物馆、线上景点

· 虚拟现实+文化创新：非遗数字化保护、传统手工艺VR演示

· 虚拟现实+数字藏品：NFT与VR结合的文物展示

· 虚拟现实+艺术展览：虚拟画廊、沉浸式艺术展（如梵高VR展）

· 虚拟现实+文化遗产：敦煌莫高窟VR复原、圆明园数字重建

2. 虚拟现实+娱乐

· 虚拟现实+偶像：虚拟偶像演唱会（如初音未来、洛天依）、VR直播

· 虚拟现实+游戏：主流VR游戏类型（射击、冒险、解密）、代表作品（Half-Life: Alyx、Beat Saber）

· 虚拟现实+演出：VR音乐会、沉浸式戏剧

· 虚拟现实+沉浸式空间体验：VR主题乐园、VR大空间（如The Void）

· 虚拟现实+影视：VR电影、全景视频、互动叙事

· 虚拟现实+社交：VRChat、Rec Room等社交平台

3. 虚拟现实+工业生产

· 虚拟现实+产品设计：VR辅助设计评审、虚拟样机

· 虚拟现实+生产装配：虚拟装配仿真、工艺验证

· 虚拟现实+运维巡检：VR远程巡检、设备维修指导

· 虚拟现实+企业培训：危险环境模拟、操作规程培训

· 虚拟现实+孪生平台：数字孪生与VR结合（智慧工厂）

4. 虚拟现实+医疗

· 虚拟现实+手术模拟：外科手术模拟训练、术前规划

· 虚拟现实+心理治疗：恐惧症治疗（恐高、飞行恐惧）、PTSD暴露疗法

· 虚拟现实+医学康复：肢体运动康复、认知康复训练

· 增强现实+辅助医疗：AR手术导航、静脉显影

· 虚拟现实+数字医疗管理：VR分诊、远程医疗

· 虚拟现实+医疗培训：解剖教学、急救演练

5. 虚拟现实+教育

· 虚拟现实+模拟实验：物理、化学虚拟实验室

· 虚拟现实+仿真实训：职业技能培训（汽修、焊接、烹饪）

· 虚拟现实+虚拟研学：线上博物馆、科技馆、历史场景重现

· 虚拟现实+寓教游戏：儿童认知启蒙、安全教育游戏

· 虚拟现实+虚拟校园：沉浸式校园导览、虚拟课堂

6. 其他行业应用

· 虚拟现实+农业：智慧农业仿真、VR农业科普

· 虚拟现实+智慧城市：城市规划可视化、交通仿真

· 虚拟现实+体育竞技：VR健身、体育训练辅助、赛事VR直播

· 虚拟现实+应急仿真：消防演练、地震逃生模拟

· 虚拟现实+能源矿山：矿井安全培训、设备操作仿真

· 虚拟现实+军事：作战模拟、军事训练、心理训练

· 虚拟现实+航空航天：航天员训练、飞行模拟器

· 虚拟现实+创意营销：VR看房、VR车展、产品发布会

第三章 Maya 基础建模

本章教学目标：使学生掌握Maya软件的基本操作，熟悉多边形建模流程，能够独立完成简单的三维模型创建，并了解材质、灯光、渲染的基础知识。

教学内容：

1. 三维建模行业介绍

· 三维建模的概念与应用领域（影视、游戏、VR/AR、工业设计等）

2. Maya的界面介绍

· 启动程序与初始设置

· 工作界面组成：菜单栏、状态栏、工具架、视图区、通道盒/层编辑器、时间滑块等

· 保存文件与项目管理

3. Maya的基础操作与界面布局

· 新建立方体：基本几何体的创建

· 快捷键的使用：视图导航（Alt+鼠标）、对象操作（W/E/R）、复制（Ctrl+D）、删除（Delete）

· 坐标轴：世界坐标、局部坐标、坐标轴方向切换

· 单位设置：厘米/米的选择

· 删除模型、调整旋转中心

· 工作界面整体布局：自定义界面

· 工作区的视图布局：单一视图/多视图切换、视图模式（线框、着色、材质）

4. 多边形的创建与基础属性

· 新建多边形基本体：平面、立方体、圆柱体、圆锥体、球体、圆环、圆盘、其他多面体

· 各基本体的属性参数（分段数、半径、高度等）的调整方法

5. Maya的热盒命令

· 热盒（Marking Menu）的调出与使用

· 点、线、面元素的选择与切换

· 顶点模式下的操作命令：移动、旋转、缩放、删除顶点、合并顶点

· 顶点模式下的选择命令：软选择、循环选择、环形选择

· 边模式下的操作命令：挤出边、切角、倒角、桥接

· 边模式下的选择命令：循环边、环形边

· 面模式下的操作命令：挤出、插入循环边、分割多边形、三角化/四边化

· 面模式下的选择命令：选择环面、选择洞

· 对象模式下的操作命令：组、冻结变换、居中枢轴

· 其他常用热盒命令：平滑、反转法线、清理

6. Maya的软硬边与卡线基础

· 模型的显示模式（平滑网格显示）

· 卡线的概念与作用：控制模型细分后的形态

· 软硬边设置（Soften/Harden Edge）的应用

7. Maya的基础材质球与UV基础

· 材质球的概念与类型（Lambert、Blinn、Phong等）

· UV的概念：什么是UV、UV的作用

· UV映射的基本方法：平面映射、圆柱映射、球映射、自动映射

· UV编辑器的使用：移动、旋转、缩放UV，展开UV

8. Maya常用命令

· 复制：普通复制、特殊复制（实例、关联复制）

· 修改：变换、对齐、捕捉

· 删除历史：保持模型清洁

· 附加到多边形：合并两个物体

· 网格显示：显示/隐藏网格

· 挤出：面的挤出、边的挤出

· 吸附：点吸附、网格吸附、曲线吸附

· 分组与分层：管理场景元素

· 激活选定对象与拓扑：激活对象作为参考

· 布尔运算：并集、差集、交集

· 晶格：使用晶格变形器调整模型

9. 模型案例

· 简易道具建模（如斧头、桌子）

· 场景建模（如小屋）

10. UV讲解与实战

· UV展开技巧

· UV布局与优化

11. Maya材质讲解

· 常用材质参数（颜色、反射、透明度、凹凸）

· 材质赋予方法

12. 材质的使用方法

· Lambert材质：无高光

· Blinn材质：有高光，用于塑料、金属

· 阿诺德（Arnold）材质：标准表面（aiStandardSurface）

13. 阿诺德材质讲解

· 金属/非金属材质调节

· 粗糙度、金属度、法线贴图等

14. 阿诺德灯光讲解

· Maya自带物理渲染器与阿诺德的关系

· 阿诺德灯光类型：点光源、聚光灯、面光源、区域光、环境光、网格光

· 灯光属性：颜色、强度、衰减、角度、阴影

15. 阿诺德渲染设置

· 单张图片的渲染设置（分辨率、采样、滤镜）

· 视频渲染设置（帧范围、格式）

· Arnold Renderer设置（采样、光线深度、自适应采样）

· System设置（内存、线程）

· AOVs（多通道渲染）：法线、深度、遮罩等

· 其他设置

16. 摄像机

· 摄像机的创建方式

· 摄像机参数设置（焦距、景深、裁剪平面）

17. 实战案例-卡通小场景渲染

· 综合运用建模、材质、灯光、摄像机完成一个卡通场景的渲染

第四章 Maya——PBR道具

本章教学目标：使学生理解PBR（Physically Based Rendering）原理，掌握PBR道具制作的完整流程，包括高低模建模、UV拆分、法线烘焙、Substance Painter材质绘制、八猴渲染等。

教学内容：

1. 认识PBR

· PBR基本概念

· PBR的应用：游戏、影视、VR/AR中的PBR材质标准

· PBR具体制作流程：高低模制作→UV→烘焙→材质绘制→渲染

· PBR的制作软件：Maya/ZBrush（建模）、xNormal/Marmoset Toolbag（烘焙）、Substance Painter（材质）、Maya/八猴（渲染）

2. 软件操作

· Maya建模：道具低模的制作规范（布线均匀、避免三角面、合理拓扑）

· 高模制作：在Maya中通过细分、倒角、卡线等方法制作高模

· xNormal高低模烘焙：设置高低模匹配、烘烤法线贴图、AO贴图、曲率贴图

· SP上材质：导入模型与贴图，使用智能材质、图层、蒙版绘制材质细节

· 八猴渲染：设置灯光、环境、后期效果，快速呈现PBR效果

3. 低模制作

· 道具低模拓扑原则：保持四边面、边缘卡线、面数控制

· 实际案例：制作一个匕首或工具的低模

4. 高模制作

· 使用Maya的Mesh工具（插入循环边、倒角、挤出）构建高模细节

· 高模要求：曲面圆滑、边缘硬朗、符合真实物体

5. 拆分UV

· Maya拆分UV技巧：合理切割、展开、摆盘（棋盘格检查拉伸）

· UV布局：最大化利用UV空间，避免重叠

6. xNormal高低模烘焙

· 导出低模和高模为OBJ或FBX

· 在xNormal中设置高低模匹配、笼子（Cage）调整

· 烘焙法线贴图、AO贴图、曲率贴图、厚度贴图

7. 处理法线与AO

· 将烘焙出的贴图导入八猴软件预览效果

· 使用Photoshop修复法线贴图的接缝、瑕疵

· AO贴图的叠加与强化

8. SP基础讲解

· SP软件工作界面：材质面板、图层系统、智能材质、纹理集设置

· SP基础操作：绘制、填充、蒙版、粒子画笔、生成器

9. SP材质讲解

· 利用颜色区分材质：金属、木材、皮革等

· 上材质：为不同部分赋予基础材质（金属/粗糙度设置）

· 做旧：使用蒙版和生成器添加磨损、锈迹、灰尘

10. 渲染

· 在SP中实时预览效果

· 导出贴图：输出为指定的格式和分辨率

11. PBR渲染

· 八猴软件渲染：导入模型和贴图，设置环境光、反射、摄像机，输出高质量静帧

· Maya渲染：在Maya中连接PBR贴图，使用阿诺德渲染PBR效果

第五章 Maya 阿诺德渲染

本章教学目标：使学生深入掌握阿诺德渲染器的使用技巧，能够独立完成室内外场景的灯光设置、材质调节、摄像机动画及渲染输出，并了解后期合成的基本流程。

教学内容：

1. Maya渲染器介绍

· Maya渲染器的种类：软件渲染、硬件渲染、矢量渲染、阿诺德（Arnold）

· CPU渲染器与GPU渲染器的对比（速度、效果、硬件要求）

· 阿诺德渲染器的特点：基于物理的渲染、全局光照、易于上手、效果出色

2. Maya阿诺德渲染流程

· 新建场景并设置渲染器为Arnold

· 基础灯光：创建区域光、环境光，调整强度颜色

· 基础材质调整：为模型赋予基础材质，调节颜色、粗糙度

· 灯光细化：三点布光、补光、背光

· 细化材质：金属、玻璃、塑料等不同材质调节

· 调整氛围：背景颜色、雾效、景深

3. Maya阿诺德调整材质

· aiStandardSurface材质参数详解：基础色、金属度、粗糙度、反射、透射、次表面散射（SSS）

· 材质连接：法线贴图、凹凸贴图、颜色贴图的连接方法

· 实战：制作金属球、玻璃杯、皮革材质

4. Maya阿诺德灯光

· 灯光类型详解：点光源、聚光灯、区域光、环境光、网格光、光晕

· 灯光属性：强度、颜色、曝光、衰减、角度、阴影类型（射线追踪阴影、阴影贴图）

· 光域网（IES）的使用

· 灯光链接与排除

5. Maya阿诺德室内氛围调整

· 室内场景灯光布局：主光、辅光、轮廓光

· 使用面光源模拟窗户光

· 使用HDR环境光照明

· 添加体积雾、光柱效果

6. Maya摄像机

· 新建摄像机的两种方式：从创建菜单、从当前视角创建

· 摄像机设置：焦距、景深、光圈、曝光、白平衡

· 摄像机动画：设置关键帧制作摄像机漫游

7. Maya渲染设置

· 公用：分辨率、帧范围、文件名前缀、输出路径

· Arnold Renderer：采样数（Camera AA）、光线深度、自适应采样、降噪

· System：内存限制、线程数、纹理缓存

· AOVs：多通道输出（漫反射、反射、法线、Z深度等）

· 其他设置：运动模糊、景深、环境雾

8. PS修饰渲染图

· 渲染图的色彩校正、对比度调整

· 叠加AOV通道（如AO加强阴影）

· 输出最终图像

9. 室内暗夜环境

· 夜景灯光设置：冷色调主光、暖色点缀光、自发光材质

· 使用灯光强度与衰减营造氛围

· 案例：卧室暗夜场景渲染

10. 室外鸟瞰

· 室外场景布光：太阳光、天光、云影

· 使用物理天穹（Physical Sky）与阳光

· 环境雾效与景深

· 案例：建筑鸟瞰渲染

11. 动态序列帧渲染

· 摄像机动画制作

· 渲染设置中指定帧范围

· 批量渲染输出序列帧

12. Maya渲染问题及解决方法

· 噪点过多：提高采样

· 渲染时间过长：优化采样、光线深度、降噪

· 模型黑面：检查法线方向

· 贴图不显示：检查文件路径

13. 动画渲染设置

· 序列帧渲染与视频编码

· 输出格式选择（PNG序列、EXR序列）

· 后期合成流程简述

14. 后期合成

· 使用After Effects导入序列帧

· 合成AOV通道进行调色与特效

· 输出最终视频

15. 室内动画展示

· 完整室内场景动画制作流程：建模→材质→灯光→动画→渲染→合成

16. 360室内渲染

· 渲染360全景图：设置摄像机为球形或立方体贴图

· 用于VR头显的全景视频制作

17. 实战案例

· 选择室内或室外场景，完成从建模到动画渲染的全流程，输出一个30秒左右的动画短片

第六章 Maya 动画制作

本章教学目标：使学生掌握三维动画制作的基本原理与技能，包括关键帧动画、曲线编辑、角色绑定、蒙皮、动画法则等，能够独立完成角色行走、跑步、跳跃等基本动画，并了解高级动画制作技巧。

教学内容：

1. 三维动画介绍和基本设置

· 三维动画基础介绍：动画原理（视觉暂留）、帧率、关键帧

· 三维动画的应用场景：影视、游戏、VR交互

· 职业发展方向：动画师、绑定师、动作设计师

· 基本设置：项目设置（帧率、时间轴）、动画首选项

2. 关键帧和曲线编辑器

· 关键帧的创建、编辑、删除

· 曲线编辑器（Graph Editor）的使用：调整动画曲线、修改缓入缓出、循环动画

· 曲线类型：平直、自动、线性、阶跃等

3. 小球弹跳动画

· 小球弹跳的基本原理：重力、能量损失

· 制作小球弹跳的关键帧，调整曲线实现物理效果

4. 不同材质球弹跳动画

· 皮球弹跳：弹性强，弹起高度逐渐降低

· 氢气球弹跳：轻飘、反弹微弱

· 比较不同材质的动画曲线差异

5. 为小球动画添加简单的挤压与拉伸

· 挤压与拉伸（Squash & Stretch）动画法则

· 在小球撞击地面时施加挤压变形，离开时拉伸变形

· 使用缩放工具制作挤压拉伸

6. 动画基本法则

· 12项动画基本原理（挤压拉伸、预期、演出、跟随与重叠、缓入缓出、弧线运动、次要动作、节奏、夸张、吸引力等）

· 在三维动画中的应用实例

7. 简单动画制作

· 制作一个简单的摆锤动画

· 制作一个弹跳的立方体动画

8. 创建骨骼、正向和反向力学

· 创建骨骼：关节工具、骨骼层级、命名规范

· 正向动力学（FK）：父骨骼带动子骨骼

· 反向动力学（IK）：子骨骼带动父骨骼，IK手柄的使用

9. 约束命令

· 点约束、目标约束、方向约束、父约束、位置约束

· 约束在动画中的应用（如手抓物体、眼睛注视）

10. 蒙皮工具和骨骼控制器

· 蒙皮（Skin）的概念：将模型绑定到骨骼

· 蒙皮方法：平滑绑定、刚性绑定

· 蒙皮权重编辑：使用绘制权重工具调整权重分布

· 骨骼控制器：创建控制器（NURBS曲线）控制骨骼，简化动画操作

11. 人体骨骼的绑定

· 标准人体骨骼搭建：从根骨骼到四肢、手指

· 添加IK（腿、手臂）和FK（手臂、脊柱）

· 设置控制器（如脚部IK控制器、手部控制器）

· 蒙皮与权重调整

12. 简单的人物走路动画

· 走路循环的关键帧：接触位、下降位、过渡位、最高位

· 调整重心上下移动、手臂摆动、腿部运动

· 在曲线编辑器中调整循环衔接

13. ADV插件人体绑定

· 安装与使用Advanced Skeleton插件

· 快速生成人体绑定系统，自动创建控制器

· 适配自定义模型

14. 机械模型车辆绑定

· 车辆绑定思路：车轮旋转、转向、悬挂

· 使用表达式或约束实现车轮与车身联动

· 制作车辆行驶动画

15. POSE制作理论

· 静态Pose与动势Pose：区别与作用

· 剪影：Pose的清晰度与辨识度

· 角色重心：平衡与失衡

· 重心的支撑平面

· 角色身体动势线：C型和S型曲线

16. 坐姿POSE制作

· 制作角色坐在椅子上的Pose，考虑重心、支撑点、舒适度

17. 站姿POSE制作

· 制作角色站立Pose，体现重心、动态线

18. 躯干姿态讲解

· C型和S型躯干姿态的应用场景

· 案例：人物起跑姿态（C型）

· 案例：人物单脚支撑姿态（S型）

19. 手指POSE制作

· 常规手指Pose：自然弯曲、抓握、伸展

· 手与物体联动时手指Pose：如握住球、持枪

20. POSE制作中力的传递

· 单人模型拄拐过程中力的传递：从地面到拐杖到手臂到躯干

· 双人互动过程中力的传递：如推拉、拥抱

21. 连环POSE制作

· 制作一组连续的Pose，形成一个小故事

22. 人物走路循环制作

· 完善走路循环，添加细节（脚掌旋转、骨盆倾斜）

23. 人物跑步循环制作

· 跑步与走路的区别：腾空期、重心变化、手臂幅度

· 制作跑步循环动画

24. 人物跳跃动作关键POSE制作

· 跳跃的三个阶段：预备、起跳、腾空、落地、缓冲

· 制作关键Pose

25. 人物跳跃动作细节制作

· 添加挤压拉伸、跟随动作（头发、衣服）

· 调整时间节奏

26. 忍者神龟跳跃动作关键POSE制作

· 复杂角色跳跃Pose设计

27. 忍者神龟跳跃动作过渡帧

· 补全关键Pose之间的过渡帧，使动作流畅

28. 忍者神龟跳跃动作细节

· 添加角色性格化的动作细节

29. 动画常用插件讲解

· 介绍常用的Maya动画插件（如Studio Library、AnimBot、Maya Magic等）及其功能

第七章 后期处理

本章教学目标：使学生掌握After Effects软件的基本操作与高级特效制作技巧，能够完成视频合成、调色、粒子特效、文字动画、3D图层合成等后期处理工作，提升动画作品的视觉表现力。

教学内容：

1. AE的基础实操与3D图层的初识

· 新建合成：参数设置（分辨率、帧率、时长）

· 界面初识：项目面板、合成面板、时间轴、效果控件、工具面板

· 各面板参数含义：合成设置、图层属性、关键帧

· 效果参数调整方式：直接修改数值、添加表达式

· 3D坐标轴及坐标含义：X/Y/Z轴、世界坐标/局部坐标

· 3D图层的旋转原理：旋转顺序、方向与旋转属性

· 3D图层位置与旋转原理：锚点、位置、方向、旋转

· 素材替换的方式：替换图层源、重新导入

· 文本的创建与参数：字符面板、段落面板、动画预设

· Motion2脚本的使用：快速制作运动图形

· 图层独显的方式：独显按钮

· 色相饱和度效果原理：调整颜色范围、饱和度、亮度

2. 父子级绑定与遮罩动画原理

· 蒙版的绘制：形状工具、钢笔工具、蒙版属性

· 关键帧动画制作的原理及交互动画的制作思路

· 速度图表的原理：编辑速度曲线实现缓动

· 图形的创建与形状蒙版的创建：矩形、椭圆、多边形

· 形状工具的实操应用：制作加载动画、进度条

· 父子集绑定原理：父图层带动子图层，实现联动动画

· 纯色图层的建立与黑色遮幅的动画制作：如宽银幕遮幅

· 音频的添加与制作：导入音频、关键帧音量、波形显示

· 视频的导出讲解与水平翻转的制作方法：输出模块设置、格式选择

· 遮罩的制作与遮罩动画的原理：路径动画、蒙版叠加

3. E3D效果和文字动画的制作原理

· 分形杂色的原理：生成噪波、用于背景/特效

· 分形杂色的效果应用及time表达式的原理：动态噪波

· 文字动画制作原理：文本动画预设、范围选择器

· 文字缓和动画的调整：使用缓动曲线

· 文字动画属性的添加与原理：位置、旋转、透明度、字符间距

· Element插件（E3D）的原理：导入3D模型，合成三维元素

· E3D中材质球的调整：颜色、反射、凹凸

· E3D模型材质原理：多通道贴图的使用

· E3D插件粒子复制和粒子样式参数原理以及摄像机的创建：制作三维粒子阵列

· 摄像机旋转工具和推拉工具的原理：控制视角

4. 摄像机与Particular粒子的效果原理

· 摄像机移动工具的原理：摄像机动画、目标点

· 摄像机动画制作原理：关键帧摄像机位置与目标点

· Optical Flares插件的原理：制作镜头光晕

· 调整图层以及梯度渐变的原理：全局调色、渐变背景

· 粒子插件Particular原理：发射器、粒子、物理、渲染

· Particular粒子插件点发射器的原理：设置发射点

· 拖尾粒子的制作原理：粒子寿命、速度衰减

· Particular粒子生命期粒子大小与不透明度函数曲线调整原理

· 摄像机对Particular粒子的影响原理：摄像机位置与粒子视角

· FORM粒子的原理：基于图层、网格、球体等形态的粒子系统

5. FORM粒子与LOOPOUT循环表达式的原理

· FORM粒子贴图的制作与读取：使用图层作为粒子纹理

· FORM粒子多系统制作原理：叠加多个FORM系统

· 属性关联器的原理及Particular粒子的物理学时间因子与预运行的原理

· 调整图层的原理讲解以及粒子交互效果调整原理

· 摄像机动画制作原理（巩固）

· 虚线的原理：描边虚线动画

· 创建素材合成的方式：预合成、嵌套合成

· 蒙版一侧羽化设置方法的原理：蒙版扩展/收缩、羽化

· LOOPOUT循环表达式的原理以及扫光效果的制作

· 动画预设的添加与设置原理：使用预设快速制作动画

6. 灯光路径的绘制及Particular粒子图层发射器的原理

· 灯光路径的绘制原理：使用灯光图层作为发射路径

· Particular粒子演化参数调整原理：粒子随生命期变化

· 粒子演化效果案例制作：如粒子文字、粒子消散

· Particular粒子图层发射器原理：基于图层发射粒子

· Particular粒子域场的原理：使用域场影响粒子运动

· 粒子倒放制作原理：时间反向关键帧

· 粒子汇聚文本出现的效果原理：粒子从四周汇聚成文字

· Particular背景粒子调整案例：制作背景粒子动画

· 跟踪摄像机原理：3D摄像机跟踪器

· 跟踪摄像机3D文本的创建原理：在跟踪点上添加3D文本

7. Plexus效果及塌陷开关的原理

· Plexus点渲染的原理：生成点阵

· Plexus线渲染的原理：点间连线

· Plexus三角形渲染的原理：形成三角面

· Plexus精灵粒子的原理及wiggle表达式的原理：粒子抖动

· 立方体的创建及三视图的理解：理解三维空间

· 三视图坐标系原理：顶视图、前视图、侧视图

· 塌陷开关折叠变换的原理：预合成与塌陷

· 塌陷开关预合成原理：保持3D属性

· 3D坐标轴旋转、缩放的原理

8. 灯光及修剪路径的原理

· 水滴融合效果原理一：使用模糊与混合模式

· 水滴融合效果原理二：使用粒子模拟

· 水波纹交互动画制作原理：表达式控制

· 修剪路径的原理及动画制作：路径描边的修剪

· 文字动画进阶：逐字动画、弹性动画

· 发光效果应用：多种发光样式

· MG动画制作思路：运动图形设计

· 灯光投影的原理：灯光与材质投影

· 灯光对影子位置影响的原理：光源角度与影子长度

· 灯光各类型的原理：点光、聚光、平行光、环境光

· 灯光应用的案例实操：制作光影动画

9. 跟踪与运动及中继器的原理

· 跟踪与运动的原理：一点跟踪、两点跟踪、四点跟踪

· 中继器的原理一：复制变换

· 中继器效果原理二：组合使用中继器制作复杂图形

· 圆环HUD的制作：使用中继器制作仪表盘

· 项目制作思路与知识点梳理

· 文字融合效果制作原理：混合模式、模糊

· 毛边效果的原理：粗糙边缘效果

· 渐变叠加的原理：线性渐变、径向渐变

· 文字融合效果项目制作的整合

10. Saber插件与Cc cylinder插件的原理

· 时间置换原理：根据亮度置换像素时间

· 时间置换效果的案例应用实操：制作扭曲效果

· Saber插件的原理：制作光剑、能量光束

· Saber路径位移动画制作原理讲解：路径动画

· Saber图层遮罩路径追踪原理：沿遮罩生成光效

· CC cylinder插件的原理：将图层包裹到圆柱体

· CC Sphere插件的原理：将图层包裹到球体

· MG动画游泳圈的效果制作：形状图层动画

· 3D文字动画的进阶：挤压、倒角、灯光

· 长投影的效果制作原理：使用投影与倾斜

第八章 基于Unity 3D的VR引擎开发交互设计

本章教学目标：使学生掌握Unity引擎的基本操作与核心功能，能够进行场景搭建、UI设计、动画控制、物理模拟，并实现简单的VR交互功能，为后续VR项目开发打下基础。

教学内容（详细）：

1. Unity基础

· Unity基础知识：引擎版本、界面布局、资源商店、跨平台发布

· 管理项目文件：创建项目、导入资源、保存场景

· 认识坐标系：世界坐标、局部坐标、左手系

· 基础综合复习：创建基本物体、调整变换组件

· 地形系统：创建地形、纹理绘制、树木与草地

· 组件：什么是组件、常用组件（Transform、Mesh Renderer、Collider、Rigidbody等）

· 商城资源下载与导入：从Asset Store导入资源包

· 调试功能：Debug.Log、断点调试

· 对象模板预制体：创建预制体、实例化预制体

· 初识向量：Vector2、Vector3、向量的运算

· 了解游戏对象：GameObject的查找、激活状态

· 代码获取游戏对象数据：GetComponent、Find等

2. Unity常用组件及脚本基础

· 了解Transform组件：位置、旋转、缩放

· 如何让对象动起来：修改Transform、使用Rigidbody

· 认识时间类：Time.deltaTime、Time.time

· 认识灯光：灯光类型、属性、烘焙设置

· 灯光烘焙：Baked GI、实时GI

· Input：键盘、鼠标、触摸输入

· 场景的切换：SceneManager.LoadScene

· 协程：StartCoroutine、yield return

· 场景异步加载：AsyncOperation、进度条

· 声音组件：AudioSource、AudioClip

· 视频播放组件：VideoPlayer

· 利用代码控制视频播放：Play、Pause、Stop

· 使用刚体组件实现物理系统模拟：Rigidbody属性、力、扭矩

· 碰撞检测：OnCollisionEnter、碰撞器类型

· 使用刚体组件实现移动和跳跃：AddForce、MovePosition

· 触发检测：OnTriggerEnter、触发器

· 铰链关节：HingeJoint、模拟门、摆锤

· 弹簧关节：SpringJoint、模拟悬挂

· 固定关节：FixedJoint、连接物体

· 物理材质：Physic Material、摩擦与弹性

3. Unity动画和导航系统

· 动画系统Animation：Animation组件、动画剪辑

· Animation代码控制：Play、CrossFade

· 动画系统Animator：Animator组件、状态机

· 如何使用Animator控制动画片段：参数、条件、状态转换

· 使用代码实现动画与位移同步：Root Motion、脚本控制移动

· Animator动画剪辑：Animation Clip设置

· 动画的曲线与事件：添加事件、调用函数

· 混合树：Blend Tree、2D/1D混合

· 融合动画：动画层、权重、遮罩

· 反向动力学：IK Pass、设置IK目标

· 导航网格：NavMesh、Bake

· 导航系统的使用：NavMeshAgent、设置目标

· 导航系统的更多功能：区域类型、避障、链接

4. UI基础

· 什么是UI：Canvas、EventSystem

· UI系统锚点的设置：锚点、中心点、伸缩

· 基本组件文本的使用：Text（旧版）

· 使用新版文本系统：TextMeshPro、字体设置

· 基本组件按钮组件：Button、点击事件监听

· 基本组件文本框：InputField、内容获取

· 基本组件下拉框：Dropdown、选项设置

· 基本组件滑动条：Slider、值变化事件

第九章 基于Unreal的VR引擎开发交互设计

本章教学目标：使学生掌握Unreal Engine的基本操作与蓝图系统，能够搭建高质量的虚拟场景，实现复杂的交互逻辑，并能够输出VR/AR应用，为进入高端VR开发领域奠定基础。

教学内容（详细）：

1. UE基础

· 虚幻引擎安装及创建工程说明：版本选择、工程模板（游戏、影视、建筑）

· 操作界面介绍及基本操作：视口导航、内容浏览器、细节面板、世界大纲

· 基础模型的搭建：BSP画刷、几何体编辑

· 模型资产导入：FBX导入设置、材质球分配

· 贴图资产导入：纹理设置、压缩

· UE资产包导入：迁移资源、复制项目

· Bridge资产下载导入：Quixel Bridge使用、Megascans材质

· 材质基础讲解：材质编辑器、节点连接、基础节点（Constant、Texture Sample、Multiply等）

· 材质基础运算：数学节点、向量运算

· 金属材质制作：金属/粗糙度工作流

· 地形工具使用：雕刻、纹理绘制、植被

· 植被工具使用：草、树木的批量放置

· 丛林场景：综合运用地形和植被

· 灯光类型讲解：定向光、点光源、聚光源、矩形光、天空光

· 灯光雾效调节：体积雾、指数高度雾

· 后期效果整体调节：后期处理体积（颜色校正、泛光、景深）

· 定位器的使用及输出视频：Sequencer录制、渲染队列

2. UE制作流程

· UE制作流程－前期制作规范：面数限制、UV规范、命名规则

· UE制作流程-UE纠正法线：导入时修复法线

· UE制作流程-UE材质流程：创建材质实例、调整参数

· UE制作流程-UE灯光流程及材质细化：打光技巧、材质细化

· UE流程制作－摄像机动画：Sequencer中创建摄像机动画、关键帧

· UE流程制作-定序器渲染：输出视频设置

· UE流程制作－通道渲染：多通道输出（深度、法线）

· 实战案例：制作一个完整的室内场景并输出漫游视频

3. UE蓝图

· 关卡蓝图：事件图表、常用节点

· 蓝图类：创建蓝图类、继承、组件

· 函数：自定义函数、宏

· WorldCreator地形制作：使用WorldCreator生成地形并导入

· World Machine地形制作：生成高级地形并导入

· SpeedTree树木花草制作：使用SpeedTree建模并导入

· 3D Max建筑主体制作：建模规范与导出

· Maya道具制作：道具制作与导出

· DataSmith导出工具：从建模软件导出到UE

· UE导入DataSmith文件模型：设置导入选项

· 前期整理模型：合并材质、修复模型

· DataSmith导出模型：批量导出

· UE导入DataSmith模型：快速搭建场景

· UE场景搭建：摆放模型、调整比例

· 基础静态场景灯光：全局光照设置

· 灯光烘焙：静态光照烘焙、光照贴图

· 动态灯光：可移动光源、实时阴影

· 模型静态材质：无光照材质

· 模型动态材质：动态材质实例

· 特效制作：粒子系统、Niagara

· 开关门蓝图撰写：使用蓝图实现交互开门

· 标识蓝图撰写：触碰显示提示文字

· 灯光蓝图撰写：触碰开关灯

· 界面UI编辑：UMG设计

· UI控制：按钮点击事件、滑动条控制

· 电器蓝图撰写：电视开关、视频播放

· 人物走动蓝图撰写：角色控制器、输入处理

· 实战案例：制作一个完整的VR交互场景，包含可互动的门、灯光、物品拾取等

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参考书籍

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《虚拟现实应用开发教程》

作者：刘诗雅、黄华

定价：9刘诗雅、黄华9元

内容简介

本书以虚拟现实相关专业的人才培养需求为出发点，根据产业发展需求与技能人员从业需求进行编写，内容编排上着重阐述Maya、AE、Unity 3D和Unreal Engine等虚拟现实相关软件的具体操作，主要通过相关案例演示的方式进行教学，并简要介绍虚拟现实相关软件的基础知识和虚拟现实概况。

本书包括虚拟现实概述、模型构建、动画设计、后期处理和交互开发五个模块。虚拟现实概述模块主要介绍虚拟现实的基本情况，包括基本概念、相关技术和应用场景等；模型构建模块主要讲解Maya软件的基础知识和基础操作，包括基础建模流程、PBR流程、模型渲染等，并通过不同类型的案例进行操作演示；动画设计模块主要讲解如何通过Maya软件进行动画制作，包括物体动画和人体动画等；后期处理模块主要讲解后期处理的基础知识及具体操作；交互开发模块主要讲解基于Unity 3D和Unreal Engine的VR引擎开发交互设计，包括引擎的基础知识、交互开发步骤、用户界面的制作等。