基于Unity 3D的虛擬現(xiàn)實(shí)跑酷的設(shè)計(jì)與開發(fā)

王一涵　孫東　于承揚(yáng)　安泓宇　范慧敏　佟勝偉

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)就是利用電腦模擬一個(gè)三維世界，可以給用戶提供有關(guān)于感官方面的體驗(yàn)。在這一基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)的基于Unity 3D的虛擬現(xiàn)實(shí)跑酷系統(tǒng)。我們?cè)O(shè)想把虛擬現(xiàn)實(shí)與跑酷相結(jié)合，給用戶一個(gè)安全、逼真的室內(nèi)跑酷系統(tǒng)。本文進(jìn)行了虛擬現(xiàn)實(shí)框架層的研究分析，結(jié)合客戶端的實(shí)際要求，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的控制策略進(jìn)行研究。

【關(guān)鍵詞】Unity 3D 虛擬現(xiàn)實(shí) 跑酷

一、引言

隨著計(jì)算機(jī)處理圖形的技術(shù)日益提高，具有交互技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也越來越被大眾所熟悉，成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以前。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是保證3D技術(shù)得到全面實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，因此本文將從在 Unity3D平臺(tái)開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)角度出發(fā)，對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行研究，并制定相關(guān)措施。作為一門新興產(chǎn)業(yè)，虛擬現(xiàn)實(shí)正如雨后春筍一般積極發(fā)展。關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)跑酷，用戶則更加希望沉浸性的操作以及真實(shí)的體感交互，本系統(tǒng)將為跑酷發(fā)燒友提供更加刺激、安全的平臺(tái)。本文利用c#語言進(jìn)行腳本開發(fā)，重點(diǎn)研究 Unity3D平臺(tái)上的交互以及建立在它之上的游戲引擎的體感交互。虛擬現(xiàn)實(shí)不僅實(shí)現(xiàn)了較為真實(shí)的沉浸體驗(yàn)，更加突出了交互式，使用戶可以參與到虛擬環(huán)境并與之互動(dòng)。

二、系統(tǒng)的研究目的

1、Unity 3D平臺(tái)

Unity3D同其他的交互式引擎類似，都可以在Windows平臺(tái)上運(yùn)行與操作。Unity 3D與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合開發(fā)跑酷健身系統(tǒng)的流程分別是資源管理、場(chǎng)景構(gòu)建、系統(tǒng)發(fā)布。Unity 3D平臺(tái)主要為用戶提供一種上下文設(shè)計(jì)的服務(wù)，保證虛擬現(xiàn)實(shí)的流暢性，提高虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作效率。

2、系統(tǒng)主要研究內(nèi)容

本項(xiàng)目開始階段主要研究對(duì)需求的分析，需要實(shí)現(xiàn)功能的調(diào)查，對(duì)各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)難度的分析，綜合確定項(xiàng)目最終要實(shí)現(xiàn)的功能，確定后再利用平臺(tái)進(jìn)行建模;其次本項(xiàng)目利用Unity 3D平臺(tái)進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的搭建，調(diào)試成為適合本項(xiàng)目的技術(shù)，供操作平臺(tái)的使用，同時(shí)討論怎樣實(shí)現(xiàn)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與跑酷相結(jié)合，給用戶帶來刺激又安全的體驗(yàn);在全面分析后，我們準(zhǔn)備選擇恰當(dāng)?shù)耐瓿蓪?duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的架構(gòu)，將我們的系統(tǒng)與健身房現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。

三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、架構(gòu)設(shè)計(jì)

Unity 3D與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合開發(fā)跑酷健身系統(tǒng)的流程分別是資源管理、場(chǎng)景構(gòu)建、系統(tǒng)發(fā)布。資源管理是一個(gè)非常廣泛的概念，它包括了建模、腳本、聲音等一系列組件文件，資源管理具體為準(zhǔn)備資源，添加資源到場(chǎng)景，添加預(yù)設(shè)等。場(chǎng)景構(gòu)建就是將資源集成在一起，添加到跑酷場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)多元素融合，場(chǎng)景構(gòu)建涉及到的關(guān)鍵內(nèi)容包括編輯與元素。發(fā)布就是進(jìn)入一個(gè)等深層次的修改，發(fā)布的目的就是生成一個(gè)安裝包，將系統(tǒng)脫離于Unity 3D平臺(tái)，具體的流程如下圖。

2、3D建模

虛擬現(xiàn)實(shí)跑酷建模是一個(gè)非常關(guān)鍵的步驟，跑酷對(duì)尺寸要求不高，主要要求設(shè)計(jì)一些物體模型圖。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種關(guān)鍵技術(shù)，可以操縱游戲中的模型進(jìn)行多人的體感交互，虛擬現(xiàn)實(shí)采用的技術(shù)很多。比如自然手勢(shì)識(shí)別，圖像識(shí)別，聲音識(shí)別等。這些可以實(shí)現(xiàn)跑酷的跳躍、行走、躲避等動(dòng)作。

四、系統(tǒng)的研究意義

1、從本項(xiàng)目的技術(shù)角度來分析

虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展越來越好，逐步成熟，是對(duì)3D的進(jìn)一步發(fā)展，必是將來娛樂健身行業(yè)的主要發(fā)展方向。該技術(shù)是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與跑酷結(jié)合起來，改變以往虛擬現(xiàn)實(shí)娛樂成本高，造價(jià)高的問題。

2、從本項(xiàng)目的研發(fā)角度來分析

學(xué)生通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)，在需求分析、性能分析、總體設(shè)計(jì)、代碼開發(fā)、終端調(diào)試這五個(gè)方面得到充足的鍛煉，且學(xué)生通過創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目將學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合，能夠?qū)⒃谛r(shí)間充分利用并鍛煉自己，為國家提供了高科技創(chuàng)新型人才。

五、結(jié)語

當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)迅速發(fā)展，各類虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不斷誕生，傳統(tǒng)枯燥無味的健身過程以及極具危險(xiǎn)性的跑酷運(yùn)動(dòng)已經(jīng)滿足不了用戶，我們采用Unity 3D開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)與健身館跑酷相結(jié)合，給健身帶來一定趣味性，這在將來一定有非常大的市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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