兒童數(shù)字繪本移動(dòng)端增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)述

王毅

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714051

摘要：本文主要簡(jiǎn)述如何使用Unity及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在移動(dòng)端上實(shí)現(xiàn)虛擬3D吉祥物的展示。

關(guān)鍵詞：Unity；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；蘇州園博會(huì)吉祥物

1 制作分析

該應(yīng)用最終發(fā)布在Android及Ios平臺(tái)，主要利用手機(jī)的攝像機(jī)對(duì)園博會(huì)吉祥物圖片進(jìn)行識(shí)別，然后利用EasyAR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)插件結(jié)合Unity游戲引擎對(duì)識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，建立空間矩陣，然后回調(diào)相應(yīng)的吉祥物3D虛擬人物進(jìn)行表演。

2 實(shí)現(xiàn)方法

1）首先使用Maya等三維軟件進(jìn)行吉祥物的3D模型和動(dòng)畫(huà)的制作，并導(dǎo)入U(xiǎn)nity場(chǎng)景（將模型中心放置在世界坐標(biāo)原點(diǎn)上）、設(shè)置燈光背景等。圖1示例了該Unity場(chǎng)景模型效果。

2）使用Unity的UI制作插件NGUI制作本應(yīng)用的登錄界面與3D虛擬人物展示界面，如圖2所示（左側(cè)為登錄和引導(dǎo)界面、右側(cè)為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)識(shí)別展示界面）。展示界面預(yù)留了用戶幫助模塊、3D虛擬人物動(dòng)畫(huà)播放模塊、聲音切換模塊功能。

圖1吉祥物Unity場(chǎng)景模型圖2 應(yīng)用界面

3）Unity導(dǎo)入EasyAR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模塊。EasyAR是國(guó)內(nèi)最專(zhuān)業(yè)的AR引擎，是國(guó)內(nèi)首款投入應(yīng)用的AR SDK。EasyAR官網(wǎng)上下載相應(yīng)插件并導(dǎo)入U(xiǎn)nity場(chǎng)景，在EasyAR官網(wǎng)注冊(cè)相應(yīng)的應(yīng)用iD并生成相應(yīng)的Key值，將Key值填入U(xiǎn)nity EasyAR節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的Key屬性中。

4）在EasyAR 配套Unity基礎(chǔ)場(chǎng)景中的ImageTargetJsonFileidback節(jié)點(diǎn)中將步驟D的吉祥物模型、相應(yīng)的吉祥物識(shí)別卡片都放置在該節(jié)點(diǎn)下。當(dāng)EasyAR調(diào)用成功時(shí)，攝像頭開(kāi)啟后就可以對(duì)卡片進(jìn)行識(shí)別，如果目標(biāo)卡片與ImageTargetJsonFileidback節(jié)點(diǎn)下的卡片匹配，則會(huì)顯示3D吉祥物，如果攝像頭跟蹤丟失那么3D吉祥物消失。

5）進(jìn)行模型展示功能的開(kāi)發(fā)。其中，多點(diǎn)觸控來(lái)控制3D模型的旋轉(zhuǎn)、縮放的核心代碼如下：

public class ScaleAndRotate ： MonoBehaviour

{

private Touch oldTouch1；∥上次觸摸點(diǎn)1（手指1）

private Touch oldTouch2；∥上次觸摸點(diǎn)2（手指2）

void Start（） {}

GameObject Capsule_bady = null；

private float rotateN = 1.5f；

void Update（）

{

Capsule_bady = GameObject.Find（“Capsule_bady”）；∥查找相應(yīng)的3D吉祥物

if （Input.touchCount <= 0 || Capsule_badynull） { return ； } //沒(méi)有觸摸返回

if （1 Input.touchCount）∥單點(diǎn)觸摸，水平上下旋轉(zhuǎn)

{

Touch touch = Input.GetTouch（0）；

Vector2 deltaPos = touch.deltaPosition； ∥獲得單點(diǎn)滑動(dòng)的矢量

Capsule_bady.transform.Rotate（1*Vector3.up * deltaPos.x * rotateN）；∥進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

}

//多點(diǎn)觸摸， 放大縮小

Touch newTouch1 = Input.GetTouch（0）；∥獲得第1個(gè)觸摸點(diǎn)

Touch newTouch2 = Input.GetTouch（1）； ∥獲得第2個(gè)觸摸點(diǎn)

if （newTouch2.phase == TouchPhase.Began） ∥第2點(diǎn)剛開(kāi)始接觸屏幕，不做處理

{

oldTouch2 = newTouch2；

oldTouch1 = newTouch1；

return；

}

∥計(jì)算以前的兩點(diǎn)距離和新的兩點(diǎn)間距離，變大要放大模型，變小要縮放模型

float oldDistance = Vector2.Distance（oldTouch1.position， oldTouch2.position）；

float newDistance = Vector2.Distance（newTouch1.position， newTouch2.position）；

∥兩個(gè)距離之差，為正表示放大手勢(shì)，為負(fù)表示縮小手勢(shì)

float offset = newDistance oldDistance；

∥放大因子， 一個(gè)像素按 0.01倍來(lái)算（100可調(diào)整）

float scaleFactor = offset / 100f；

Vector3 localScale = Capsule_bady.transform.localScale；

Vector3 scale = new Vector3（localScale.x + scaleFactor，

localScale.y + scaleFactor，

localScale.z + scaleFactor）；

if （（scale.x > 0.7f && scale.y > 0.7f && scale.z > 07f&&scale.x < 1.4f && scale.y < 1.4f && scale.z < 14f））∥最大縮放為1.4倍，最小縮放為0.7倍

{Capsule_bady.transform.localScale = scale； }

oldTouch1 = newTouch1；∥記住最新的觸摸點(diǎn)，下次使用

oldTouch2 = newTouch2；

}}

基金項(xiàng)目：本文為校社科基金項(xiàng)目《基于傳統(tǒng)文化傳承的兒童繪本影像化研究》（項(xiàng)目編號(hào)：YN1431）