基于unity3D的三維虛擬樣板間設(shè)計(jì)與制作1

陳思遠(yuǎn)　張道婷　張煒凱

摘要：將前沿的三維技術(shù)與營(yíng)銷(xiāo)理念相結(jié)合，制作一款可以制作戶(hù)型虛擬樣板間的軟件，該軟件制作的樣板間不僅占用資源少，更新?lián)Q代更是快捷，可以用最低的成本讓用戶(hù)看到最真實(shí)的裝修效果，可以讓用戶(hù)真正融入設(shè)計(jì)中去，讓用戶(hù)獲得滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：Unity3D 虛擬樣板間

一、引言

三維虛擬樣板間裝修設(shè)計(jì)平臺(tái)可以運(yùn)用3D技術(shù)給用戶(hù)預(yù)期的效果[2]，它用一種最直觀的設(shè)計(jì)表現(xiàn)方式讓用戶(hù)在電腦上看到裝修的效果，利用虛擬漫游的形式，用戶(hù)可以第一人稱(chēng)的視角在樣板間中行走并且可以隨意更改直至滿(mǎn)意，節(jié)約了建造樣板間的人力、物力、財(cái)力以及時(shí)間等的成本。與傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式相比，這種可以從任意角度對(duì)樣板間進(jìn)行觀察改造的方式更能夠讓用戶(hù)全方位的了解自樣板房間。

二、Unity3D簡(jiǎn)介及其開(kāi)發(fā)過(guò)程

2.1、Unity3D簡(jiǎn)介

Unity3d是由Unity Technologies公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)跨平臺(tái)游戲開(kāi)發(fā)及虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，其打造了一個(gè)完美的跨平臺(tái)程序開(kāi)發(fā)生態(tài)鏈，用戶(hù)可以通過(guò)它輕松完成各種游戲創(chuàng)意和三維互動(dòng)開(kāi)發(fā)，創(chuàng)作出精彩的游戲和虛擬仿真內(nèi)容。

2.2 開(kāi)發(fā)過(guò)程

虛擬樣板間的開(kāi)發(fā)，從滿(mǎn)足客戶(hù)直觀感受的需求出發(fā)，逐步實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。在開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，首先要完成項(xiàng)目資料的前期收集、整理等工作，包括各種素材的收集，諸如房屋平面圖的收集，家具樣式數(shù)據(jù)等的收集。樣板間的完成，這些前期的工作必不可少，如果資料不完整，并且沒(méi)有仔細(xì)整理會(huì)為后期制作帶來(lái)很大困難，影響制作進(jìn)度。之后再運(yùn)用3DMAX等三維軟件制作三維模型，對(duì)樣板房和其內(nèi)部各個(gè)部分進(jìn)行建模，建模是整個(gè)開(kāi)發(fā)樣板間的基礎(chǔ)，對(duì)于場(chǎng)景的制作必須預(yù)先建立好模型，模型的制作也一定要力求實(shí)際，貼近自然場(chǎng)景，無(wú)論是尺寸還是樣式都要以真實(shí)物品為本，以求不為用戶(hù)選擇帶來(lái)困難，只有模型的各個(gè)方面建的貼近現(xiàn)實(shí)，最后渲染的結(jié)果才會(huì)美觀。模型制作完成后，以u(píng)nity 3D支持導(dǎo)入的格式導(dǎo)入其中，再在unity 3D中按照戶(hù)型圖及家具的比例進(jìn)行整合擺放，搭建樣板間場(chǎng)景。整合完成后開(kāi)始進(jìn)行程序制作，設(shè)計(jì)UI（包括樣板間內(nèi)的漫游行走，界面的交互設(shè)計(jì)等）。然后根據(jù)自己原先的設(shè)計(jì)方案編寫(xiě)代碼，完成各個(gè)功能模塊的制作，實(shí)現(xiàn)完美的交互，在發(fā)布之前進(jìn)行程序最后的測(cè)試及優(yōu)化，達(dá)到令用戶(hù)更加滿(mǎn)意的效果。

三、制作步驟

3.1準(zhǔn)備

首先制定詳細(xì)的計(jì)劃，以便于后期工作能夠更好地開(kāi)展，其中包括對(duì)此項(xiàng)目的前期了解、項(xiàng)目進(jìn)度時(shí)間表、前期資料收集的具體內(nèi)容、小組討論時(shí)間、定期的工作總結(jié)以及工作完成后檢測(cè)完善等。

3.2收集戶(hù)型及家具樣式

聯(lián)系開(kāi)發(fā)商、住戶(hù)或裝修公司獲取房屋平面圖，戶(hù)型圖等圖文資料。聯(lián)系各個(gè)商家獲取家具款式、尺寸圖紙、家具分類(lèi)大綱等相關(guān)資料。為了使用戶(hù)看到一個(gè)更真實(shí)的虛擬交互樣板間，后期的模型制作、戶(hù)型及家具的擺放將按照所收集到的尺寸、風(fēng)格進(jìn)行，以求達(dá)到最真實(shí)的效果。

3.3整理資料

將收集到的戶(hù)型圖、及家具圖等的一系列資料進(jìn)行整理，對(duì)不同類(lèi)型風(fēng)格及色系進(jìn)行分類(lèi)并存檔，同時(shí)還有各種樣式的墻紙、地板等。用戶(hù)可以隨意改變自己想要的樣板間風(fēng)格布局，用戶(hù)可以選擇切換地面的材質(zhì)是瓷磚還是地板，墻的材質(zhì)，還有櫥柜、茶幾、沙發(fā)、餐桌、電視柜、鞋柜、床、床頭柜、衛(wèi)浴等，用戶(hù)都可以隨意挑選，按照自己最喜歡的樣式進(jìn)行擺放。同時(shí)也為用戶(hù)提供了更簡(jiǎn)便的方式，用戶(hù)可以選擇現(xiàn)已有的流行裝修風(fēng)格和色系，來(lái)完成家具的選擇擺放。主流的風(fēng)格有東方系列（中式、日式、泰式），歐式系列（北歐。西歐、地中海），美式系列（鄉(xiāng)村、現(xiàn)代風(fēng)格）等。

3.4制作模型

根據(jù)收集的平面圖、戶(hù)型圖等資料，利用3D max三維軟件進(jìn)行模型的構(gòu)建，根據(jù)真實(shí)尺寸大小來(lái)建模，并對(duì)其進(jìn)行完整的貼圖，其中注意在建模過(guò)程之中對(duì)于多余的面進(jìn)行刪除，在貼圖過(guò)程中也要注意貼圖是否能在unity 3D之中正常顯示，最終制作出相對(duì)應(yīng)的三維模型，然后以Unity 3D支持的可兼容的格式導(dǎo)出，以便于模型在Unity 3D之中的使用。

3.5設(shè)計(jì)UI

為了使UI界面設(shè)計(jì)更好的與程序相結(jié)合，提供更好的人機(jī)交互，[3]對(duì)此，我們首先設(shè)計(jì)了舒適美觀的UI界面，對(duì)于每一個(gè)按鈕進(jìn)行實(shí)際操作，然后再測(cè)試界面是否附和我們計(jì)劃的需求，再進(jìn)一步的修改，達(dá)到每一樣交互功能完善的最大化，以求讓用戶(hù)獲得更好的交互體驗(yàn)。

3.6導(dǎo)入unity 3D

以Unity 3D支持的可兼容格式，將建好的三維模型導(dǎo)入unity 3D中，根據(jù)真實(shí)樣板間的尺寸大小及設(shè)計(jì)擺放制作的場(chǎng)景。主要功能分為環(huán)境變化、自由漫游、變換家居、變換風(fēng)格等幾個(gè)模塊。體驗(yàn)者需要觸發(fā)“變動(dòng)”的按鈕，不論是墻紙、地板、沙發(fā)桌椅的材質(zhì)，都可以進(jìn)行實(shí)時(shí)切換。在項(xiàng)目中添加燈光以實(shí)現(xiàn)光照，模擬營(yíng)造出真實(shí)的視覺(jué)環(huán)境，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，加入交互按鈕，以實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)者通過(guò)控制棒控制整個(gè)智能家居系統(tǒng)的功能，當(dāng)用戶(hù)接近某個(gè)特定的區(qū)域或物體時(shí)，能夠觸發(fā)某些虛擬狀態(tài)，改變某些物體的屬性等。在項(xiàng)目中添加多個(gè)鏡頭以實(shí)現(xiàn)從客廳到臥室，從廚房到陽(yáng)臺(tái)的全方位預(yù)覽，根據(jù)真實(shí)樣板間的尺寸大小及設(shè)計(jì)擺放制作的場(chǎng)景，讓用戶(hù)可以使用鼠標(biāo)或鍵盤(pán)沿著預(yù)定路線(xiàn)走[4]。在項(xiàng)目中制作一個(gè)資源庫(kù)，將市面上各個(gè)樣式的家具收錄其中，在資源庫(kù)中同時(shí)還有各種樣式的墻紙、地板等，有各種各樣的風(fēng)格樣式供用戶(hù)挑選，同時(shí)用戶(hù)也可以將任意風(fēng)格進(jìn)行混合，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)心目中的個(gè)性化裝修風(fēng)格，力求能夠滿(mǎn)足所有用戶(hù)的需求。

3.7編寫(xiě)代碼并測(cè)試程序

結(jié)合產(chǎn)品功能編寫(xiě)相應(yīng)代碼，完成后進(jìn)行程序測(cè)試，測(cè)試各個(gè)界面里的控件交互是否達(dá)到預(yù)期的效果，是否有需要修改并進(jìn)一步優(yōu)化的地方。在測(cè)試程序沒(méi)有問(wèn)題后將會(huì)發(fā)布程序到多個(gè)平臺(tái)，為各方面的用戶(hù)、開(kāi)發(fā)者、裝修者等提供方便。

四、總結(jié)

3D交互式虛擬樣板間將前沿的三維圖像技術(shù)與營(yíng)銷(xiāo)理念相結(jié)合，不僅經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，開(kāi)發(fā)成本低，而且人機(jī)交互操作簡(jiǎn)單直觀，能更加有效率的完成房子的設(shè)計(jì)及選擇。樣板間的戶(hù)型根據(jù)開(kāi)發(fā)商的不同與樓盤(pán)的不同而更換，家具等三維模型可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中商家的真實(shí)家具進(jìn)行更換，滿(mǎn)足各個(gè)方面的用戶(hù)的需求，甚至可以讓用戶(hù)真正融入設(shè)計(jì)中去，讓購(gòu)房的用戶(hù)獲得自己理想的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 竇樂(lè)樂(lè)，袁夢(mèng)琦.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)及家具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].山西建筑，2014，40（34）.

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[1] 賀苗元.基于Unity3D？引擎的虛擬室內(nèi)漫游的研究設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)現(xiàn)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2015.

本文系2016年吉林省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“VR虛擬房間布置系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)” 研究成果