基于虛擬現(xiàn)實的科普游戲設(shè)計

摘 要：傳統(tǒng)平面媒體的科普教育效果不佳，無法滿足互聯(lián)網(wǎng)+時代年輕用戶的視聽需求?；谔摂M現(xiàn)實的科普游戲案例，可將虛擬現(xiàn)實與游戲的媒體優(yōu)勢合二為一。本研究采用野外求生作為科普教育案例的內(nèi)容題材，基于Mihalyi Csikszentmihalyi的心流理論，設(shè)計開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的科普游戲案例。游戲案例的設(shè)計包含游戲概念原型設(shè)定、游戲背景設(shè)定、游戲劇情設(shè)計、游戲任務(wù)設(shè)計、游戲關(guān)卡設(shè)計，形成游戲性與教育性的融合樣式，并通過游戲平衡技巧維持用戶學(xué)習(xí)動機，以及設(shè)計合理的游戲交互機制引導(dǎo)用戶快速融入沉浸。游戲案例的開發(fā)采用3dsMax進行三維建模，Unity引擎進行虛擬現(xiàn)實開發(fā)，構(gòu)建支持Web等多個平臺的游戲應(yīng)用，為科普教育在網(wǎng)絡(luò)宣傳等方面提供一種設(shè)計范式。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；科普游戲；Unity；沉浸；動機維持

中圖分類號：G434 文獻標志碼： A 文章編號：1673-8454（2017）10-0092-05

一、引言

我國人口基數(shù)龐大，科普意識薄弱，體現(xiàn)在對微信朋友圈等社區(qū)中傳播謠言的輕信，網(wǎng)絡(luò)的快速轉(zhuǎn)發(fā)率對社會造成了極大的隱患，科普教育亟待加強。作為信息時代的年輕用戶，更需要普及科學(xué)意識。然而，目前對于科普教育的傳播仍然停留于平面載體，如社區(qū)公告亭張貼、宣傳單分發(fā)等，缺乏立體化的現(xiàn)場感染力，實際效果不理想。眾所周知，游戲是一種深受全年齡段用戶喜愛的媒體，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則讓游戲沉浸體驗再獲提升，應(yīng)用其媒體視聽優(yōu)勢有望加強科普教育的教學(xué)效果。

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）概念上世紀80年代由美國的Jaron Lanier所提出，指的是由計算機構(gòu)建的對真實世界或現(xiàn)象的模擬。隨著Oculus Rift等消費級虛擬現(xiàn)實設(shè)備的推出，虛擬現(xiàn)實重新成為市場的關(guān)注熱點，F(xiàn)acebook、三星、SONY等大型科技公司大力研發(fā)虛擬現(xiàn)實應(yīng)用，尤其是虛擬現(xiàn)實游戲，2016年由此被稱為“虛擬現(xiàn)實元年”。目前，虛擬現(xiàn)實已經(jīng)被應(yīng)用于教育、培訓(xùn)、文化等領(lǐng)域，如教育平臺Unimersiv設(shè)計了羅馬競技場、乘坐宇宙飛船探索太陽系等虛擬現(xiàn)實案例，通過沉浸感教學(xué)將最枯燥的課題變得生動，獲得良好反響[1]。根據(jù)Digi-Capital預(yù)測，虛擬現(xiàn)實軟硬件市場規(guī)模將達到1500億美元，未來5年將實現(xiàn)超高速增長，虛擬現(xiàn)實依托移動互聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)勢呈現(xiàn)巨大發(fā)展?jié)摿2]?；谏鲜霰尘?，本研究以野外求生作為科普教育內(nèi)容題材，提出采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建一款支持包括Web在內(nèi)主流平臺的科普游戲案例，闡述虛擬現(xiàn)實與教育游戲載體結(jié)合的方法，以此作為互聯(lián)網(wǎng)+時代科普教育宣傳新范式。

二、理論基礎(chǔ)

本研究的游戲案例基礎(chǔ)理論為Mihalyi Csikszentmihalyi的心流理論（Flow Theory，有時也稱沉浸理論），心流（Flow）是一種在活動中因意識投入情境而進入到忽視其它知覺的愉悅狀態(tài)。研究表明，心流的產(chǎn)生，可通過調(diào)整游戲情境中的挑戰(zhàn)與能力以影響用戶心理狀態(tài)偏離焦慮與厭倦?yún)^(qū)，靠近心流區(qū)所激發(fā)[3]。

有別于常規(guī)媒體設(shè)計，虛擬現(xiàn)實游戲中的挑戰(zhàn)與能力，主要是經(jīng)由虛擬現(xiàn)實3i特征（沉浸：Immersion，構(gòu)想：Imagination，交互： Interaction）調(diào)整實現(xiàn)。當(dāng)今虛擬現(xiàn)實的優(yōu)勢在于沉浸（Immersion），可幫助用戶快速構(gòu)建對虛擬環(huán)境的認知，是獲取心流的必要前提?；谔摂M現(xiàn)實的科普游戲首當(dāng)需要考慮虛擬環(huán)境的真實程度，三維建模正是還原對象特征的優(yōu)先選擇，可有效連接用戶行動與知覺，這也是目前絕大多數(shù)虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的首選呈現(xiàn)方式。構(gòu)想（Imagination）體現(xiàn)設(shè)計者的創(chuàng)造思想，交代游戲的世界觀，在科普游戲中表現(xiàn)為當(dāng)前知識內(nèi)容的性質(zhì)、意義、因果、參照等客觀事實。沉浸與構(gòu)想的設(shè)計，加速了用戶對于科普游戲案例的熟悉過程，有利于沉浸階段中的目標設(shè)立。交互（Interaction）反映游戲的人機交互理念，是沉浸持續(xù)發(fā)生的重要階段。在科普游戲設(shè)計中，利用游戲的天然優(yōu)勢——快速反饋保持用戶注意力的集中，并通過設(shè)計趣味性的游戲任務(wù)保持用戶參與動機的持續(xù)，同時在任務(wù)中設(shè)置與能力相平衡的挑戰(zhàn)以促進行動與意識的融合，引導(dǎo)用戶進入沉浸從而激發(fā)心流[4]。

三、游戲設(shè)計流程概述

基于虛擬現(xiàn)實的科普游戲的設(shè)計流程如圖1所示，分為設(shè)計、開發(fā)、應(yīng)用三個階段。設(shè)計階段包含概念創(chuàng)意、游戲背景設(shè)定、游戲劇情設(shè)計、游戲任務(wù)設(shè)計、游戲關(guān)卡設(shè)計等，這部分工作由整個游戲團隊共同參與討論，并由游戲策劃人員將游戲設(shè)計思想編寫為游戲腳本，方便游戲團隊了解游戲的各個組成部分與游戲的分解，并制訂開發(fā)計劃，其重點關(guān)注游戲內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容融合。開發(fā)階段包含游戲三維建模、游戲程序開發(fā)等工作，由專門的美術(shù)人員、建模人員、音頻設(shè)計人員、編程人員等負責(zé)，致力于整個游戲程序的開發(fā)實現(xiàn)。應(yīng)用階段包含游戲測試與推廣應(yīng)用，分別由測試群體與市場管理人員負責(zé)，在游戲測試中通過判斷是否發(fā)生沉浸學(xué)習(xí)決定游戲修改或發(fā)布，目的在于保證游戲項目的質(zhì)量以及順利推廣。

四、游戲腳本設(shè)計

游戲腳本（也稱游戲設(shè)計文檔），主要用于指導(dǎo)游戲項目的持續(xù)性、游戲主題的連貫性以及游戲開發(fā)的順利進行[5]。本研究的科普游戲案例腳本設(shè)計包含下列步驟：首先，討論決定概念原型，確定游戲的背景設(shè)定，保證科普游戲時空背景與現(xiàn)實的一致。其次，設(shè)計游戲劇情，創(chuàng)設(shè)出野外求生的形象情境，增強用戶的代入感。再次，設(shè)計游戲任務(wù)，將遇險自救的知識內(nèi)容分解到各個任務(wù)，并與劇情主線走向融合。最后，設(shè)計游戲關(guān)卡，將自救技能的虛擬現(xiàn)實操作與游戲難度系數(shù)進行關(guān)聯(lián)并趨向平衡，利用互動設(shè)計理念優(yōu)化關(guān)卡的人性化操作，以做到對大部分用戶的友好適應(yīng)。

1.概念原型

本游戲案例的概念原型是，利用Unity引擎開發(fā)一款野外自救題材的科普游戲，強調(diào)三維場景的真實展示，在虛擬情境的交互練習(xí)過程中助其達到沉浸學(xué)習(xí)。鑒于目前頭盔沉浸式等虛擬現(xiàn)實類型對點擊、選擇等精確交互的不友好，且體感操控、增強現(xiàn)實式虛擬現(xiàn)實則對設(shè)備或場地要求較高，較高的成本不利于推廣，與科學(xué)普及面向廣大普通用戶的原則相悖；而桌面仿真式只需要普通的個人電腦、較小的物理空間就能夠滿足運行條件，基于上述原因，本案例在游戲模式上主要采用桌面仿真式虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行開發(fā)。

2.背景設(shè)定

游戲背景設(shè)定主要用于描述游戲世界觀，本案例將其定位于現(xiàn)代時空下的戶外場景事件，主要交代故事的由來、用戶可以在游戲中具備何種程度的能力、世界是怎樣一種物理運行規(guī)則等背景，以此匹配用戶對于現(xiàn)代社會野外自救行為的認知習(xí)慣。

3.劇情設(shè)計

本游戲案例的劇情設(shè)定為主角與伙伴在叢林走失，依靠自救技能在叢林內(nèi)冒險尋找伙伴的故事。敘事采用影視媒體常用的三幕式結(jié)構(gòu)，易于用戶理解劇情。第一幕（Act1）講述游戲主角與伙伴走失，從而深入?yún)擦謱ふ一锇?，確定了游戲的人物關(guān)系、所處形勢以及面臨的主要問題，所占內(nèi)容比例較少[6]。這一幕主要在于吸引用戶的注意力，盡快將其引入游戲情境。第二幕（Act2）講述主角穿越叢林的密林區(qū)、水域區(qū)以及村莊，在每個場景地圖內(nèi)完成自救冒險的故事，確立主角所面臨的主要問題以及與困難做斗爭的事件關(guān)系。這一幕作為游戲劇情的展開，占據(jù)游戲大部分的內(nèi)容比例，給予用戶自由，允許其控制自己的虛擬現(xiàn)實游戲體驗[7]。第三幕（Act3）講述主角歷經(jīng)艱險，成功找到伙伴，為游戲故事劃上結(jié)局。這一幕對用戶在游戲過程中的表現(xiàn)進行總結(jié)，通過游戲成就的反饋結(jié)束整個游戲。其地位相當(dāng)于電影的高潮，雖然篇幅內(nèi)容不多，但是對于用戶的沉浸體驗非常重要，可以有效增強或持續(xù)激發(fā)心流。三幕式設(shè)定由于在影視媒體中應(yīng)用較廣，用戶對其接受度較高，可較好理解游戲情節(jié)，便于教學(xué)內(nèi)容的融入。

4.任務(wù)設(shè)計

與商業(yè)游戲有所不同，科普游戲的任務(wù)設(shè)計除了創(chuàng)設(shè)游戲趣味性，還需要兼顧游戲項目的科學(xué)性。因此，必須考量游戲性與教育性的融合問題，即游戲任務(wù)與科普知識如何有機結(jié)合。

在游戲性與教育性融合樣式處理上，本案例的游戲任務(wù)應(yīng)用了“1主線任務(wù)+3子任務(wù)”的直線型任務(wù)結(jié)構(gòu)，與三幕式劇情結(jié)構(gòu)呼應(yīng)，利于對游戲不熟悉的用戶理解教學(xué)內(nèi)容的闡釋流程；并采用游戲設(shè)計中的模糊策略，將科普知識與游戲任務(wù)設(shè)計為一種“互為彼此”的交融狀態(tài)，緩解教學(xué)內(nèi)容融入游戲內(nèi)容的突兀感。游戲任務(wù)在前提上仍然遵循于游戲背景與劇情設(shè)定，確保用戶順利按照任務(wù)主線進行冒險，而知識內(nèi)容則通過尋找游戲地圖的物理特征與野外自救知識的性質(zhì)特征的聯(lián)結(jié)點將其融入到對應(yīng)任務(wù)，實現(xiàn)樣式如圖2所示[8]，可以看到樹林、水域、村莊等場景內(nèi)的任務(wù)均與相關(guān)知識進行聯(lián)結(jié)。例如，樹林中枝葉密集的物理特性決定其易致人迷路，而如何應(yīng)對迷路的科普知識包含了指南針的使用、對陌生樹林內(nèi)毒蛇的防患知識，通過兩者的關(guān)聯(lián)點將指南針與防蛇知識融入到樹林地圖的迷路任務(wù)。采用模糊策劃的好處是，可助科普與游戲主線吻合，避免產(chǎn)生知識點游離于游戲之外的情況，既保證了良好、完整的游戲體驗，又確保科學(xué)普及的正確性。

5.關(guān)卡設(shè)計

關(guān)卡作為游戲可玩性體現(xiàn)的環(huán)境，擁有分界線，入口與出口，以及一定的目標、開頭與結(jié)局等特征，一般包含地形、目標（任務(wù)）、情節(jié)、對手與NPC（非玩家角色）、物品道具等要素[5]。關(guān)卡在本案例中是用以劃分知識單元的重要依據(jù)，便于用戶了解自身的學(xué)習(xí)進度。本游戲案例的關(guān)卡設(shè)計（Stage）較為明確，以區(qū)域地圖為單位，劃分為叢林、水域、村莊三個關(guān)卡。每個關(guān)卡的目標導(dǎo)向均明確當(dāng)前任務(wù)目標，關(guān)卡內(nèi)的每件道具都與自救技能的練習(xí)存在關(guān)聯(lián)，始終考慮游戲的科普宗旨，如叢林關(guān)卡中的指南針道具就是為了鍛煉尋路技能而設(shè)置。此外，關(guān)卡中的地形、道具、挑戰(zhàn)、難題等資源都是逐漸呈現(xiàn)給用戶，以保持進入下一個關(guān)卡的樂趣。

五、游戲平衡設(shè)計

在本游戲案例中，游戲平衡的類型屬于玩家用戶/游戲性平衡（Player/Gameplay Balance），為了有效觸發(fā)心流，其重點在于調(diào)整游戲挑戰(zhàn)難度與用戶能力的相適應(yīng)，以此提升用戶在游戲過程中的愉悅感，保持用戶的學(xué)習(xí)動力。具體的平衡技巧有以下幾種[7]：

1.保持設(shè)計動機一致性

確保游戲的核心玩法，使之保持科普游戲的純粹性，令游戲特征得到良好控制。若因為過度強調(diào)趣味性而加入太多不相關(guān)的游戲特征，容易分散用戶的注意力，且影響到科普宣傳目的，如在游戲《植物大戰(zhàn)僵尸》中，設(shè)計動機就是對抗僵尸、防衛(wèi)家園，始終貫徹如一，最終獲得市場肯定。在本案例中，設(shè)計動機始終是以科普為導(dǎo)向，野外自救為內(nèi)容題材，追求虛擬現(xiàn)實帶來的沉浸體驗，特征集小而精煉，游戲任務(wù)等各項內(nèi)容均為保持游戲設(shè)計動機的一致性所服務(wù)。

2.概率統(tǒng)計

游戲中發(fā)生的不平衡現(xiàn)象存在個體性、偶然性，因此需要通過測試人員對游戲程序進行測試分析，確定數(shù)據(jù)是否存在群體性異常，進而使用數(shù)學(xué)工具改善原有游戲數(shù)值或公式，使之與多數(shù)用戶的能力水平匹配。例如，在本案例的渡河任務(wù)中，若100名測試人員內(nèi)有60名均長時間無法完成任務(wù)且表現(xiàn)出沮喪情緒，則說明游戲難度可能偏高，需聯(lián)系游戲數(shù)值策劃、游戲程序員等討論、修改。

3.動態(tài)難度調(diào)整

游戲動態(tài)難度調(diào)整指的是依靠游戲系統(tǒng)對用戶的各種行為進行監(jiān)聽，如用戶的操作方式、行為方式、判斷能力等信息，以此作為用戶的度量標準判斷用戶的能力水平，進而調(diào)整游戲的難度，如游戲《暗黑破壞神III》就根據(jù)用戶的角色等級自動調(diào)整游戲難度。在本案例中，這一措施的關(guān)鍵是，需確定環(huán)境障礙或威脅的數(shù)量、用戶的任務(wù)持續(xù)時間、任務(wù)完成度、操作有效率等參數(shù)，以這些參數(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建游戲變量并形成度量標準，配合后臺監(jiān)控系統(tǒng)即可作出及時的自動難度調(diào)整。

4.改善用戶選擇

游戲中存在多種類型的選擇，越靠近上層的選擇對游戲的影響越大。用戶最想要的是在游戲中獲勝，游戲設(shè)計者必須為其定制有意義的選擇，即對勝負產(chǎn)生直接或間接影響的選擇，如在游戲《掃雷》中，用戶每一次目標區(qū)的選擇都可能對生死結(jié)果產(chǎn)生決定性影響，其決策等級較高。在本案例中，對于科普知識傳達及游戲任務(wù)結(jié)果具有直接或間接影響的用戶選擇會得以保留，以保證游戲的趣味性、戲劇性。其它空洞的、無根據(jù)的、無關(guān)緊要的選擇都必須摒棄，避免用戶的無意義思考影響沉浸學(xué)習(xí)。

六、游戲交互機制

心流理論顯示，清晰的目標、及時的反饋等維度都屬于影響心流產(chǎn)生的條件，而這些正是游戲交互機制中的關(guān)鍵因素。Werner Wirth等研究者認為，沉浸的發(fā)生需要經(jīng)由用戶在頭腦中形成游戲展示給他們的世界印象，繼而以游戲世界作為自己“在”哪里的參考點，最終獲得空間臨場感（Presence）[9]。因此，良好交互機制的設(shè)定也是維持沉浸的重要條件，可減少用戶對游戲的熟悉時間，有利于快速激發(fā)心流。結(jié)合上述理論，本游戲案例設(shè)定如下游戲交互機制：

1.清晰的目標

清晰的目標，要求游戲明確表達用戶參與游戲任務(wù)的原因以及要完成的目標要求。通過目標設(shè)定，用戶可以有效定位自己在游戲中的角色使命，更好的獲取游戲中的參考點，有助沉浸產(chǎn)生。在本游戲案例中，所設(shè)定的目標為主角在叢林中尋找失散伙伴，用戶以此在尋找過程中探索未知的地圖，并清晰表述于游戲的開場動畫內(nèi)，為沉浸體驗奠定基礎(chǔ)。

2.及時的反饋

及時的反饋，指的是游戲必須就用戶參與的游戲行為給予實時或者幾近實時的清晰、準確的反饋[10]。反饋是電子游戲區(qū)別于其它多媒體軟件的最大特點之一，其傳達速度極快甚至密集，內(nèi)容涵蓋環(huán)境狀態(tài)、人物狀態(tài)、能力狀態(tài)、物品狀態(tài)、NPC（非玩家角色）狀態(tài)、任務(wù)狀態(tài)等在內(nèi)的游戲常見狀態(tài)。在本游戲案例中，以渡河任務(wù)為例，用戶可以實時觀察游戲HUD（抬頭顯視設(shè)備）界面所反饋的渡河里程、人物方向、浮力狀態(tài)等信息，正確評估自己的能力，掌握任務(wù)的完成進度，激勵用戶取得游戲的勝利。

3.信息的關(guān)聯(lián)展示

Werner Wirth等認為空間臨場感的發(fā)生，是經(jīng)由各種線索形成對虛擬空間感知的定位，從而進行判斷，進入沉浸狀態(tài)的心理模型。這個前提是用戶在游戲世界中遇到的（線索）信息應(yīng)該是有所關(guān)聯(lián)的，如在本案例中會遇到樹叢下的毒蛇，這種遭遇并不會產(chǎn)生突兀感，用戶只會覺得毒蛇增加了森林的危險性，制造了冒險的沖突感，游戲環(huán)境在用戶心中會產(chǎn)生更加立體的印象；但如果樹叢下露出的是“迪斯尼米老鼠”，整個游戲的嚴肅氛圍就會被打破，導(dǎo)致用戶思維可能跳出野外自救的范疇，構(gòu)建出其它世界觀背景，從而影響到科普游戲的目標與動機。因此，信息的展示設(shè)置需要顧及到游戲?qū)ο箝g的關(guān)聯(lián)，對視覺、因果、行為完整性以及物品對象間的互動作用進行協(xié)調(diào)，促進臨場的沉浸。

4.操作方法的簡化

Alan Cooper等設(shè)計專家認為，面對一個陌生的系統(tǒng)，每個人在一段時間內(nèi)都是以新手形式存在；隨后遷移到中間用戶，成為大部分用戶的代表，且最為穩(wěn)定；最后僅有少數(shù)中間用戶會轉(zhuǎn)變?yōu)閷＜襕11]。

基于虛擬現(xiàn)實的科普游戲案例，也遵循這種用戶曲線規(guī)律，鑒于科普案例的持續(xù)使用時間通常小于商業(yè)游戲，可以預(yù)計用戶層次會停留在新手與中間用戶為主。因此，在游戲進程的初期，通過簡化操作方法，讓新手快速進入熟悉階段，并助其無痛苦的成為中間用戶，具體措施有同時支持鼠標左鍵單擊行走與鍵盤（WASD鍵）控制四向行走，支持滾輪縮放視角、右鍵選擇視角、任務(wù)自動尋址等為用戶普遍認可的三維游戲操作。在游戲進程的中后期，為穩(wěn)定的中間用戶優(yōu)化操作體驗，具體措施有設(shè)置易被發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)航與功能交互區(qū)，提供側(cè)邊、半透明、自動移除等形式的工具提示條，永久支持調(diào)用的操作幫助界面等。通過上述操作方法的簡化，可保證大部分用戶對于游戲案例不存在使用障礙，有效增加新手成長為中間用戶的信心。

七、游戲程序開發(fā)

游戲程序的開發(fā)實現(xiàn)主要包含兩部分，首先采用3dsMax進行三維建模，再使用Unity引擎開發(fā)與發(fā)布游戲程序。期間所用到的媒體素材則由專門多媒體軟件設(shè)計實現(xiàn)，如圖片采用Photoshop設(shè)計，音頻采用Audition設(shè)計。

1.3dsMax三維建模

本案例中的游戲角色、物品道具、植被建筑等對象均采用3dsMax進行建模。物品道具與簡單的建筑主要采用內(nèi)置模型建模，使用基本幾何形體和擴展幾何形體快速實現(xiàn)。相對復(fù)雜的植被建筑采用復(fù)合對象建模，對基本模型對象進行合并與修改，采用變形、連接、地形、散布等方法構(gòu)建。對于最為復(fù)雜的人物、動物等模型，采用網(wǎng)格建模法對其設(shè)計，主要從頂點、邊和面進行精細化編輯；其中部分復(fù)雜的布線（如臉部），借助Photoshop繪制二維參考圖導(dǎo)入3dsMax作為底圖，實現(xiàn)三維布線繪制。最后，使用UV貼圖方法進行貼圖，VRay插件進行渲染，完成模型的設(shè)計工作。

2.Unity游戲開發(fā)

Unity引擎是Unity科技公司開發(fā)的支持三維虛擬現(xiàn)實、三維游戲等互動內(nèi)容的綜合性開發(fā)工具，兼容Windows、Mac、iOS、Android、WebGL等21種主流平臺，開發(fā)周期短，對虛擬現(xiàn)實支持良好，極為適合作為開發(fā)科普游戲案例的首選平臺。

本案例的Unity開發(fā)流程如圖3所示，包含場景繪制、參數(shù)設(shè)置、C#編程、美化渲染等工作。

首先，導(dǎo)入模型、音頻、UI（User Interface）等素材文件，做好分類管理。其次，創(chuàng)建Terrain對象，繪制地形，設(shè)置材質(zhì)紋理，并將植被、建筑等模型插入到場景，通過調(diào)整參數(shù)完善地圖外觀。接著，按照角色、NPC、物品道具等門類，插入到場景中對應(yīng)位置，以及添加碰撞體，為角色各類動作設(shè)置動畫。然后，為全局事件、動作事件等編寫C#腳本，綁定到場景中的指定對象，具體包含角色的視角控制、角色的移動、角色與任務(wù)對象的碰撞交互、UI組件的數(shù)據(jù)顯示、游戲成就記錄保存等，實現(xiàn)游戲案例中的各種交互功能。其中，應(yīng)用Unity自帶的Nav Mesh Agent組件，對地圖對象進行烘焙與設(shè)置行走區(qū)，為角色與NPC等對象在碰撞半徑范圍的自動響應(yīng)觸發(fā)，以及實現(xiàn)標記節(jié)點的自動追蹤等智能功能提供支持，提升游戲的人工智能。此外，值得一提的是對于人稱視覺的統(tǒng)一化設(shè)計以及交互操作的簡化，可為引入Google VR SDK預(yù)留接口，若頭盔顯示器條件足夠成熟，只需要將主攝像機添加Google VR SDK的StereoController組件即可創(chuàng)設(shè)立體視覺。最后，為場景添加粒子特效、天空盒，渲染美化視覺，發(fā)布為支持Windows、Mac OS、Web等主流平臺的應(yīng)用程序，可直接本地運行或依托Unity Web Player在瀏覽器中解析運行，保證程序的強大兼容性。最終效果如圖4所示。

八、結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實與沉浸的交集歷來是用戶關(guān)注的焦點，在2016年更是掀起市場熱潮，本研究即基于此背景，采用Unity引擎開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實的游戲案例，將其應(yīng)用于科普教育領(lǐng)域，豐富原有的科普教育資源，提升教學(xué)效果。優(yōu)秀的游戲設(shè)計，可以更好地發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，有助用戶達到沉浸、激發(fā)心流。

展望未來，科普游戲的創(chuàng)新方向也許是與虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實的混合應(yīng)用，如將本案例中的迷路任務(wù)進行增強現(xiàn)實設(shè)計，可用手機攝像頭掃描印有指南針的照片，屏幕立刻呈現(xiàn)三維指南針模型的虛擬現(xiàn)實交互操作，在身臨其境的基礎(chǔ)上更易克服眩暈這一典型問題，突破教育游戲的技術(shù)普及型問題，這值得教育游戲設(shè)計者去實踐研究。

參考文獻：

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（編輯：魯利瑞）