Ｕｎｉｔｙ３ｄ虚拟现实场景分析与设计
宋传磊，侯世中，周 芳，潘丽丽２６６１０６） （青岛理工大学琴岛学院，山东 青岛 Ｕｎｉｔｙ３ｄ ［摘要］文章依据实际建筑物体结构完成模型构建，通过相机拍摄真实图片实现模型纹理贴图，导入 中进行Ｕｎｉｔｙ３ｄ二次开发，充分运用自然环境模拟技术，实现虚拟现实漫游仿真，实验验证完成三维虚拟校园场景设计。文章分析了场景设计的模式和方法，阐述了实验验证过程，结合现实完成地形创建，以及自然环境和不同天空盒效果设置。Ｕｎｉｔｙ３ｄ； ［关键词］ 虚拟现实；场景ＤＯＩ １０ １３９３９／ ｊ ｃｎｋｉ ｚｇｓｃ ２０１７ １８ ０８４ ［ ］
１ 概 述
Ｕｎｉｔｙ３ｄ虚拟现实技术在当下拥有非常高的热度， 作为当今热门的游戏引擎，可以模拟真实场景漫游和实现友好的交互。场景设计贯穿整个虚拟现实的各个环节，只有场景设计得真实完美，该虚拟现实平台才能成功。本文从一个具体虚拟现实项目课题出发，对场景的设计思路和方法做出了分析研讨。
２研究内容和方法
Ｕｎｉｔｙ３ｄ笔者从工作实际出发，对场景设计及 引擎的技术做出研究和设计实现，其中着重对三维虚拟现实场景设计做了较深入研究。
Ｕｎｉｔｙ３ｄ本文基于 平台完成场景设计搭建，主要工作涉及以下几个方面：场景地形的创建和编辑，模型的导入和设置，场景元素的整合，制作添加场景特效，场景音效和输出设置。
调研现有的研究成果，分析其在场景设计中的使用方法和原理，进而针对项目课题涉及的问题进行重新思考和构想。不断学习相关课题前沿技术和理论，按计划有步骤地解决课题研究中遇到的问题。坚持理论联系实际，采集运用现实场景真实数据和网络资源，充分发挥团队力量，共同商讨分析研究得出全面准确的理论和方法。
３场景分析设计
本文就青岛理工大学琴岛学院为实验研究对象，对该校园的虚拟现实场景进行了分析设计。一个完整的校园场景应当包含地形、河流湖泊、花草树木、小品对象和场景建筑五大部分，针对不同部分独立制作，后期将不同的模型元素进
Ｍａ 行整合，其中花草树木、小品对象以及建筑模型需要在ｙａ Ｕｎｉｔｙ３ｄ
中完成构建，地形和河流湖泊利用 引擎编辑器来制作，最终再通过游戏引擎编辑器实现。３ １场景模型制作整个场景需要制作的模型元素共分为三大类型：建筑模型、小品模型和植物模型。
下文以校园中心楼为例阐述建筑模型设计方法。学院行政办公中心和图书馆都集中在该建筑，楼前是喷泉广场，是学院的标志性建筑，也是建筑设计创作的重点。该建筑分为５层，以中间天桥为界线，分为左、右两个部分，基本结构 相同，只要做好一边，另外一边复制产生，窗户结构基本相同，这也为设计制作带来便利，所以复制在此起到很大的作用。
采用多边形建模方法实现模型制作，以基础几何体挤出、倒角等命令来构造整个模型的结构，框架结构完成后，删除窗户对应的面，再把制作好的窗户尽量做到精确摆放，
１在旋转复制时要控制好中心点。中心楼模型如图 所示。 ３ ２地形的创建与编辑Ｕｎｉｔｙ３ｄ场景地形在 引擎编辑器中创建。地形是场景搭Ｕｎｉｔｙ３ｄ建的基础，所有场景元素最终都要在 中进行整合。Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ创建地形之前首先需要在 中完成高度图的绘制，其决定了场景地形的大致结构，高度图的导入极大地方便了后期地表的编辑和制作。Ｔｅｒｒａｉｎ首先，通过 菜单中的命令创建基本地表平面， Ｓｅｔｈｅｉｇｈｔｍａｐｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ使用 命令设置地形的基本参数；其Ｓｍｏｏｔｈｈｅｉｇｈｔ次，导入地形高度图，使用 工具对地形进行柔化处理；通过地形凹陷工具或者绘制高度工具制作凹陷地形结构，作为湖泊。基本地形结构制作完成后，在地形面板中导入基本地表贴图；基本地表贴图绘制完成后，使用地形Ｕｎｉｔｙ３ｄ面板中的植树工具模型，添加导入 预置资源中的基Ｃｒｅａｔｅｏｔｈｅｒ本树木模型；通过 选项创建平行光，来模拟场Ｒｅｎｄｅｒｓｅｔｔｉｎｇｓ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ景日光效果；最后通过 选项，在 面Ｓｋｙｂｏｘｍａｔｅｒｉａｌ，板中添加 为场景添加天空盒。地形创建与
２编辑效果如图 所示。 ３ ３模型的导入与设置
Ｕｎｉｔｙ３ｄ Ａｓｓｅｔｓ整理 项目文件夹。在 资源文件夹下创建Ｏｂｊｅｃｔ Ｏｂｊｅｃｔ文件夹，用来存放模型、材质和贴图文件，在
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｘｔｕｒｅ文件夹下创建 和 文件夹，分别用来存放模
Ｍａｙａ型的材质球文件和贴图文件。将在 中设计的模型文件
ＦＢＸ ＦＢＸ导出为 格式，将 文件及贴图文件复制到创建好的
Ｕｎｉｔｙ３ｄ资源目录中，启动 引擎。选中项目面板中的模型资
Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ Ｓｈａｄｅｒ源，在 面板中对模型的 进行设置，如果出现贴图丢失，可以重新指定贴图的路径位置。３ ４场景元素的整合
Ｕｎｉｔｙ３ｄ将所有的模型元素全部导入 引擎的场景视图，调整模型之间的位置关系，模型摆放完成后还要利用地形工具绘制模型周边的地表贴图，保证模型和地表的完美衔接。以中心楼为中心，在其周围环绕分布放置校园主题建筑，对于路灯、垃圾桶、宣传牌等小品模型对象，在进行移动、旋转等操作的时要注意操作的精度，确保模型交叠衔接处不会
３出现穿插现象。场景整合布置如图 所示。３ ５场景音效设置本虚拟现实具有语音播报功能，当角色到达相应景观地
Ａｓｓｅｔｓ点，将自动播报相关语音。首先在项目文件夹 中创建Ｓｏｕｎｄ Ｕｎｉｔｙ３ｄ
文件夹，将音频文件复制进去，然后在 引擎中调用相关音频文件。音频文件以场景对象为载体，通过添
Ａｕｄｉｏｓｏｕｒｃｅ加 控制器来完成音效的添加。如进入校园门口
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｕｄｉｏ音效，选择升降杆，通过 组件菜单下的 选
Ａｕｄｉｏｓｏｕｒｃｅ Ａｕｄｉｏｃｌｉｐ项添加 控制器，在 中添加学院简介
Ｐｌａｙｏｎａｗａｋｅ Ｌｏｏｐ的音效文件，勾选 和 选项，当角色与升降杆碰撞后就发出学院简介音效。
４ 结 论
Ｕｎｉｔｙ３ｄ本文简要阐述了 在虚拟现实场景设计中的设计Ｍａｙａ Ｕｎｉｔｙ３ｄ方法和过程，讨论了将 创建的模型导入 场景中的方法，以及场景地形的创建与编辑、场景元素的整合、Ｕｎｉｔｙ３ｄ场景音效的设置等。 功能强大，操作简单应用方便，仿真效果好。通过人机交互界面来控制角色在场景中漫游，真正实现了虚拟和现实的结合。 参考文献： １ Ｕｎｉｔｙ３ｄ Ｍ ［］李瑞森 游戏场景设计实例教程 ［ ］ 北京：人２０１４： １５８－ ２１０ 民邮电出版社， ２ Ｕｎｉｔｙ３ｄ Ｍ ［］吴亚峰 游戏开发技术详解与典型案例 ［ ］ 北２０１４： １８３－ １９２ 京：人民邮电出版社， ３ Ｕｎｉｔｙ３ｄ Ｍ ［］宣雨松 游戏开发 ［ ］北京：人民邮电出版２０１５： １２７－ １６８ 社， ４ Ｍ ［］杨诺 动画场景设计 ［ ］北京：清华大学出版社， ２０１４： ８３－ ９２ ５ ３Ｄ Ｍ ［］曹瑜 游戏场景设计制作技术 ［ ］北京：人民邮电２０１５： １０６－ １０９ 出版社， ６ ［］张荣华几何建筑技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用Ｊ ２００８，２９（ ２３） ［ ］计算机工程与设计， ７ Ｕｎｉｔｙ３ｄ Ｊ ［］于建松 基于 的室内漫游仿真系统 ［ ］ 淮阳师２０１１（ １２）： ５１５－ ５１８ 范学院学报，
［基金项目］山东省高等学校科技技术项目（项目编号： Ｊ１５ＬＮ７９）。
１９７９—）， ［作者简介］宋传磊 （ 男，汉族，山东兰陵人，青岛理工大学副教授。研究方向：软件工程。