基于Unity3d的桂林七星公園全景導(dǎo)航系統(tǒng)

劉億斯　李一媛　陸漢軾　黃章菡

【摘 要】信息可視化技術(shù)的使用已經(jīng)在生活中獲得廣泛的使用，并且已經(jīng)在用戶中獲得了廣泛的使用，而將信息可視化技術(shù)與三維建模技術(shù)結(jié)合是近幾年來一個新的突破點。本文將介紹如何基于桂林七星公園數(shù)字化，并且如何移植到相關(guān)移動平臺上。該系統(tǒng)主要基于Unity3d平臺搭建，結(jié)合3dsmax建模技術(shù)和使用Ecplips作為開發(fā)環(huán)境開發(fā)的Android技術(shù)建立一個方便用戶快捷、高速的可視化旅游景區(qū)的全景導(dǎo)航系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】全景導(dǎo)航；Unity3D；3dsmax；Android

0 引言

在現(xiàn)在，隨著移動平臺的廣泛傳播，手機已經(jīng)成為人們出門不可缺少的出行工具。同時，這幾年，移動平臺的潛力也在不斷被挖掘，基于移動平臺的內(nèi)容也在不斷的增多。因此，人們對移動平臺的要求越來越高，傳動的依靠文本、圖像和視頻這些體驗方式已經(jīng)慢慢的不能滿足人們的需求了。針對這種情況，許多公司做出了一些新的嘗試，而我們，也緊跟著技術(shù)的潮流，嘗試著將這些內(nèi)容移植到日益流行的移動平臺上。

團隊處于國際聞名的旅游城市-桂林，而七星公園則是這著名國際旅游勝地中的最著名的景點。因此，團隊決定將七星公園作為本次開發(fā)的原形。

1 開發(fā)軟件介紹

1.1 Unity3d

Unity3D是一個用于創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的綜合型創(chuàng)作工具。目前Unity3d主要使用windows和Mac平臺進行開發(fā)，但是開發(fā)平臺并沒有限制Unity3d發(fā)布出來程序的環(huán)境，同時Unity3d開發(fā)出來程序最大的優(yōu)勢則是開發(fā)時間周期短，上手較為容易，開發(fā)界面較為友好和有著龐大的社區(qū)資源支持。

1.2 3dsmax

3dsmax是一個對于初學(xué)者較為容易上手的三維建模軟件，并且其中的制作流程較為簡單高效，可以使初學(xué)者比較快的上手。雖然其中的命令較多且繁雜，但只要你的操作思路清晰上手是一件非常容易的事情。

1.3 Android

Android是一款基于Linux源代碼開發(fā)的操作系統(tǒng)，主要使用與移動設(shè)備，比如智能手機和平板電腦。經(jīng)過多年的發(fā)展，Android被采用在移動設(shè)備的數(shù)量已經(jīng)超過10億臺。同時安卓具備良好的開源特性以及Google主導(dǎo)良好社區(qū)氛圍能夠讓廣大初學(xué)者較為方便的學(xué)習。

2 交互設(shè)計

該軟件的交互較易上手，打開軟件后，點擊下方的起點按鈕再點擊場景中的道路，場景會出現(xiàn)一個綠色的箭頭提示用戶已經(jīng)設(shè)置好起點，終點也同理。當終點與起點都設(shè)置完成時，窗口會自動出現(xiàn)相關(guān)線段。并且可以單擊視圖開關(guān)按鈕、視圖縮放按鈕。

除此之外，點擊藍色小人可以進入Ecplise開發(fā)的Activity，該界面有主要由六個按鈕組成，分別為：百度地圖、一鍵分享、七星公園、七星社區(qū)、游客定位、退出界面。每個功能的說明皆在具體設(shè)計中查閱。

3 具體設(shè)計

在項目開始時，需要進行實地考察、取景，接著使用3DS Max建模工具進行相關(guān)場景的建模?？紤]到最終的發(fā)布平臺為移動平臺，所以在建模的時候要根據(jù)移動平臺的性能進行適當?shù)膭h減，在畫面效果和運行流暢度中進行合適的取舍。除此之外，七星公園的場景眾多，同時里面的植被也較為復(fù)雜，而植被系統(tǒng)也是需要消耗大量的性能。最終，為了保證性能的流暢，我們選擇了將展示的目標放在展示地圖和模型上面，對植被系統(tǒng)進行大量的刪減。

下面展示使用3dsmax軟件進行建模并且完成貼圖好的效果。

接著再打開Unity3d將相關(guān)模型置入到保存模型的文件夾中，建立好相應(yīng)的地形，同時設(shè)置好相應(yīng)的道路和并將模型擺放到正確的位置。

模型與地形設(shè)置完畢后，下一步則為設(shè)置好相關(guān)的交互，在該項目中，核心的交互為自動尋路系統(tǒng)，在該項目中，當用光標點擊道路上的位置，則程序會自動根據(jù)點擊的兩個位置來設(shè)置尋路的起點和終點來進行自動導(dǎo)航。

導(dǎo)航功能實現(xiàn)，則以A*算法為基礎(chǔ)，在Unity3d使用AstarPathfing插件來完成的，為了更好的讓用戶了解實際的路徑，我們在AstarPathfing插件上面進行了修改，將顯示在地面的線段改為立體的紅色線段。

這樣，在Unity3d中的工作基本上完成，當用戶打開程序時，可以根據(jù)當前的需要進行導(dǎo)航，同時也能在這個程序中一覽七星公園場景情況。

點擊藍色小人后，會自動切換到該界面，而界面的切換則是設(shè)置不同的Activity來實現(xiàn)的，不同功能的實現(xiàn)是調(diào)用各大公司提供的SDK，比如百度地圖，可以在百度地圖API官網(wǎng)中獲得相應(yīng)的SDK，接著再導(dǎo)入即可，其他的API實現(xiàn)基本上一致，下面就不再敘說了。

最后，在Unity3d中的Edit-Preferences-External Tools-Android SDK Location指定好安卓SDK位置，點Switch Platfrom切換到Android平臺，等編譯完成后出APK文件即可在手機上運行了。

4 詳細設(shè)計

4.1 A*算法及擴充

本系統(tǒng)采用的尋路算法是使用基于A*算法的AstarPathFinding插件實現(xiàn)。

A*算法的基本原理是通過建立一個從空中向地面投射的一個地圖，接著在地圖中標示出障礙物。其中尋路步驟為：首先判斷當前節(jié)點周圍是否可以，接著再一次判斷周圍節(jié)點距離終點距離最短的，而最短距離的判斷有多種方式，比如可以通過簡單的進行歐幾里得距離判斷。選出其中最好的節(jié)點，將節(jié)點加入一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，可以使鏈表、棧等等。依次執(zhí)行上面的判斷，就可以得出一個可以的路徑了。

在Unity3D中，我們可以使用AstarPathFinding來進行尋路，但是這個插件的使用有一個缺陷，則是顯示在地面上的只是一條簡單線段，不能滿足我們系統(tǒng)的需求。因此，我們在對這個插件進行了修改。思路為：當獲取到路線后，節(jié)點信息也會獲取出來，那么我們可以在兩個節(jié)點中添加一個顯示Line的Gameojbect，當有N個節(jié)點時，則會有N-1個線段。

除此之外，在獲取到路徑后，可以遍歷每個節(jié)點的周邊信息，同時在建筑上添加碰撞體，這樣就可以判斷當前路徑經(jīng)過哪些景點了。

5 結(jié)語

基于Unity3d的桂林七星公園的全景導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)的不同功能的整合，不同的小組對不同的功能進行分布設(shè)計，最終在Unity3d中實現(xiàn)整合，分布調(diào)用。并且利用Unity3d的三維技術(shù)給用戶展示了一種未來的可視化設(shè)計，給用戶一種全新的體驗。但這個程序依然也有許多不足之處，比如UI過于簡陋和畫面跟不上時代的發(fā)展，我們將會在后期中，對這個程序進行發(fā)展，一一改進該程序的不足之處。

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[責任編輯：田吉捷]