张立华
【摘 要】文章是在介绍虚拟现实技术的基础上,阐述使用专业引擎Unity3D,设计与实现一款主题为绿货运三维虚拟展厅,最终开发出基于网络、交互性强、可移动性、视觉效果丰富的虚拟展示应用系统.通过搭建一个这样的网页及移动端展示平台,补充和丰富了人们信息浏览方式,满足了信息化时代人们多元化的浏览体验需求.%This paper, based on virtual reality technology, describes the application of professional Unity3d engine to design and practice a green freight 3D virtual exhibition hall, eventually developed network-based virtual display sys-tem. The system has the characteristics of strong interactivity, mobility andrich visual effect. The development of a web and mobile terminal display platform enriches theinformation browse mode and meet people's diversified brows-ing experience needs in the information era. 【期刊名称】《广东交通职业技术学院学报》
【年(卷),期】2015(014)003
【总页数】3页(P55-57)
【关键词】Unity3D;虚拟展厅;设计
【作 者】张立华
【作者单位】广东交通职业技术学院,广东广州510650
【正文语种】中 文
【中图分类】TP391.414
1 背景分析
彩钢板安装工程随着计算机软硬件以及互联网的发展，基于网络的虚拟现实技术也越来越广泛地应用于医学、娱乐、信息系统等领域。它能够模拟真实的场景环境，给用户带来身临其境的交互体验，通过非常直观和实时互动的方式提供良好的沉浸感。对于发布的新信息和新产品，传统的展示手段就是图片、文字、视频、三维动画，而图片、文字只能提供静态效果展示。三维动画和视频虽然也有较强动态效果，但是缺乏交互性，无法满足用户更多的体验需要。
然而利用虚拟现实来展示新产品，人们能够足不出户全方位交互式地查看产品、信息，选择自己喜欢的浏览方式。
正是在虚拟现实这些优势背景下，笔者在广东省交通运输厅绿货运宣传推广项目中，设计了基于Unity3D来构建绿货运三维网上虚拟展厅，不仅可以通过网络、手机端直观地展示宣传内容，还可以通过灵活的交互方式来提升用户体验感，增加了浏览体验的趣味性。更重要的是，通过此系统，为该绿货运宣传推广项目开辟了一种新的信息、产品展示方式。rca插座
2 绿货运虚拟展厅开发流程
2.1 Unity3D平台
肥皂生产设备Unity3D是一款跨平台的游戏开发引擎，同样也非常适合开发虚拟现实这样的严肃游戏。Unity最大的优势在于可以同时将自己的产品发布至几乎所有主流平台，大大降低了开发成本，真正的“一次开发，部署至所有平台”。Unity3D支持主流脚本语言，其中包括C#、JavaScript等。同时Unity3D还有各种相关的开发插件，为开发提供强有力的支持，缩短开发时间。
2.2 绿货运虚拟展厅开发流程
主题为绿货运的虚拟展厅采用了基于3ds Max+Unity3D的开发方式，具体开发思路和流程如图1所示。
图1 绿货运虚拟展厅开发流程三自由度平台
根据虚拟展厅需要实现的功能和效果，本系统主要采用3ds Max进行前期展厅的设计与制作，包括展厅中展示的产品模型。利用Photoshop等图像处理软件进行贴图的制作。在3ds Max中制作相关交互动画，将相关资源导入到Unity3D中，进行功能脚本的设计，编写交互代码，添加UI控件。最后将系统通过Unity3D发布至页面版和手机端。 2.3 虚拟展厅的设计以及展厅模型的制作
虚拟展厅的设计主要围绕绿货运这个主题，调和风格主要突出节能环保、低碳交通的一些理念，展示元素也主要选择跟运输、货运、绿相关的一些形态。
虚拟展厅的模型采用多边形建模技术，对虚拟展厅中的墙体、展架、展示产品进行三维建
模。模型制作完毕后，还需要对其进行UV的划分，指定好UV通道编号，设置灯光。没有灯光，场景缺乏真实感，互动体验大打折扣。Unity3D中自带了几种光源类型，如果采用Unity3D中的实时灯光，对系统资源的消耗会非常大。因此，一般采用贴图加灯光贴图来进行制作，这样能大大加快系统运行效率。灯光贴图就是将满意的光照信息保存在一张贴图上，模拟物体接受到光照的效果。该系统中，对场景中大部分模型进行灯光贴图的烘焙，将灯光贴图保存在UV通道2上。 2.4 Unity3D中虚拟展厅功能的实现
将3ds Max中制作的模型、灯光贴图等资源导入到Unity3D中，然后添加相应的操作交互脚本，来控制游戏对象在虚拟展厅中进行交互浏览。这里实现的功能，包括自由行走浏览方式、自动漫游方式以及两种模式的切换，虚拟展厅视频播放功能实现。还包括整个系统的UI控制部分。
2.5 虚拟展厅最后的发布
整个系统功能完成，测试没有问题之后，即可采用Unity3D的发布功能，将整个展厅进行打
包发布，选择对应平台进行发布。在发布至网页版和手机版本时，由于手机上操作方式跟网页版存在一定差异，所以部分交互的脚本需要进行一定的修改和调整。
3 关键技术
3.1 场景资源优化技术
Unity3D虽然拥有简单几何体，但是并不具备完善的模型编辑功能。在利用3ds Max进行场景模型的制作过程中，遵循“不见不建”，将看不见的模型删除。墙体、展架均采用单面建模方式，减少多边形的使用数量。对于圆弧、曲线结构，将分段进行调整，在满足视觉效果前提下减少分段数量。相同的结构，不重复进行制作，只制作一份，然后在导入Unity3D之后转化为Prefabs来进行使用，从而减少模型使用数量。
灯光贴图的烘焙可以使用Unity3D中的灯光烘焙系统，也可以使用外部渲染器烘焙后导入。使用第一种方式，在Unity3D中的烘焙效果并不是非常细腻，而且烘焙设置的参数越高，速度会非常慢，需要耗费大量时间。本系统采用的是Vray渲染器来进行灯光贴图的烘焙，灯光的设置和参数的调整均在3ds Max中来完成，对于烘焙效果的调整自由度非常高，烘焙质量和速度都比较理想。
3.2 交互设计以及界面设计
交互设计是整个虚拟展厅的关键部分，本系统需要实现自由行走浏览和自动浏览两种浏览方式，以及两种方式之间的切换。在Unity3D系统中已经预设了第一人称和第三人称角控制系统，可以在不写一行代码的前提下，就能实现角行走控制，包括前进、后退、左行、右行、跳跃等交互行为。对于自由行走方式，采用了Unity3D自带的第一人称视角角控制器来实现，而自动漫游系统则采用了路径动画，将另外一台摄影机绑定到路径动画游戏物体上，让摄影机随着动画物体一起运动，使用一个脚本来控制是否激活其中一个摄影机，这样便能完成两种浏览方式的切换。
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虚拟展厅的UI控制系统可以通过两种方式来完成，第一就是采用Unity3D自带的UI系统。由于自带的UI系统使用起来不直观，相关功能还需要从头开始来写，效率并不是很高。所以本系统没有采用第一种方式。第二种方式就是采用Unity3D的UI插件NGUI，这是使用非常广泛的一款UI插件，编辑效果非常直观，而且有一些控制功能已经提供，非常方便，可以节省大量开发时间。
3.3 碰撞检测技术
碰撞检测是用户在虚拟展厅中行走时，碰到地面、墙壁、展架、展示产品时做出的反应，因为角不可能穿过地面、墙面等物体，否则，交互的体验感会下降。在Unity3D中，碰撞的检测非常容易实现，因为Unity3D已经为我们提供了多种碰撞器，包括BoxCollider、SphereCollider、CapsuleCollider、MeshCollider等。根据物体的相应形状，选择合适的碰撞器，便能够实现碰撞的检测。
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