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基于3D建模Unity技术的校园漫游实践教学研究

高丽燕
  
安家(建筑与工程)
2021年4期

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摘要:虚拟现实技术在数字化校园建设中的一项重要技术,3D建模、Unity技术是其中的重要支撑,以校园漫游为切入点,滨州职业学院的建筑物和地形为模板平台,进行系列平台设计和实践训练项目的建设,形成3D建模、Unity技术的校园漫游教学实践项目案例平台。训练成果将实现交互及漫游功能,并生成一个能够在电脑上独立运行的三维漫游系统。此平台适用用于实践教学,虚拟现实技术应用于数字化校园建设。

关键词:Unity技术;虚拟现实;数字化校园

校园漫游实训平台系统以滨州职业学院校园为模型,随着信息时代的到来,高职院校的招生质量、 学校的知名度、管理建设,都需要紧跟时代的步伐。将数字校园建设列入学校发展的重要组成部分。打破传统的数字校园,不用静态图片和二维地图相结合的形式制作校园全景漫游图。运用建模技术和Unity技术平台实现,并结合全景图像和全景合成平台结合实现。滨州职业学院校园为蓝本。在构建之前需要采集相关数据,即需要获取校园建筑的实际尺寸并拍摄建筑物的相关图片,为后期建模和贴图做准备。虚拟校园场景的制作过程较为复杂,涉及到的相关技术较多。校园漫游实践教学平台将会通过以下模块完成:

1 国内虚拟校园漫游系统开发常用技术

1.1 三维建模技术和相关引擎开发平台

利用三维软件3Dmax制作仿真模型, 将成品模型导入相关引擎开发平台(Unity、UE4 等)进行整合,打包发布虚拟校园系统。该类开发系统可营造沉浸真实 感较强的环境,用户交互体验感更优,但运行较为复杂的场景数据时,储存量较为庞大,对设备的要求较高。

1.2 全景图像采集和全景合成平台

使用全景相机或普通相机拍摄后编辑成全景图像,后期 导入全景合成平台,制作 720°视镜图,构建实景虚拟校园系统。该系统具有真实性强、设备要求低、用户操作方便、 信息集成等优点。

2 校园全景漫游的实现

本文以滨州职业学院综合训练馆为例,将三维仿真、 虚拟现实等新兴技术融入数字化校园建设中,利用虚拟现实 技术的高还原度、交互体验感强、易于编辑操作等优势,制 作虚拟校园漫游系统。其制作思路分为原始场景数据收集、 CAD 数据还原、虚拟空间搭建、仿真材质灯光制作、渲染和全景图合成发布。

2.1 数据收集

通过实地考察、测量、拍照等方式收集前期校园建筑的数据形成校园测量图,了解建筑基本外形构造,确定教学楼、实训楼、黄河三角洲高技能人才培训中心、宿舍楼、黄河三角洲实训广场、大学生服务中心、体育场等的分布情况及不同场景材质的表现形式。

2.2 CAD 图纸处理

利用 CAD 软件对校园布局CAD 图纸进行简单处理,非建模多余的部分删除,只留下主要建模建筑轮廓部分和重要部分,区分好层级。

2.3 虚拟空间搭建

经过多个软件对比,选择使用 3Dmax 软件完成模型制作, 将处理好的 CAD 图纸导入3Dmax 中。根据导入的图纸确定校园建筑、景物大小关系及建筑构架、布局,使用多边形建模的方法,完成X教学楼、1号实训楼、2号实训楼、黄河三角洲高技能人才培训中心等虚拟场景初步搭建。依次完善每个场景的框架,如楼体布局、楼体造型、结构以及窗体框架的搭建;细化场景、外墙的装饰,如楼梯装饰、外墙贴图等。

2.4 仿真材质的制作与渲染

对于场景内的墙体、柱子等建筑组件,使用具有仿真效果的 vary 材质。根据材质属性调节折射、反射等相关参数, 从而模拟出磨砂、光滑、反射、透明等效果,同时在材质中 添加相应的贴图,进一步表达材质肌理。在仿真灯光的制作上,选用 vary 灯光和 vary 灯光贴图。制作方面和细节材质保持一致。 依次加入各个场景材质。

2.5 全景图渲染与调整

在场景中布置相机,相机位置模拟人视角的高度,与人眼游览观看的方向一致。检查场景中所有物体,判断其是否需要被渲染。物体需要是否需要被渲染要满足一系列的条件,例如其是否在摄像机的视锥体中等。不会被渲染的物体被称为被剔除(culled)。在整个场景搭建的基础上,需要完成的主要功能有:场景的自动漫游,分场景漫游,视听广场等功能等。

在整个场景的漫游中,宣传介绍的文字和互动点击的细节,可以根据用户的需要增加设置及细节深化,各个院系的基本情况也可以通过单击了解相关的专业介绍,增加语音简介,使用户不但看到还能听到。

结语

本文以滨州职业学院为蓝本,系统阐述了运用CAD、3Dmax 软件、Unity技术按步骤制作滨州职业学院校园漫游影像,对核心应用软件3DMAXS、photoshop、CAD、Unity3D的应用进行了步骤性说明和平台建设规划。平台实训结果表现出,所应用的方法步骤实用性强,在实际的应用中操作简单,软件应用容易掌握。完成后的的滨州职业学院校园漫游具有沉浸、交互的特点,为学校的数字化虚拟校园建设、学校的校园建设规划、社会影响力度和招生宣传将起到了很好的推动作用。

参考文献

【1】况扬.基于Unity3D的景点漫游系统制作[J].科技广场,2014(04):47-50

【2】华江林,姚宏亮.基于Unity3D实现校园Web三维虚拟漫游的设计研究[J].九江学院学报(自然科学版),2015(04):57-60.

作者简介:高丽燕(1979.09),性别女,籍贯(山东省东营市),单位(滨州职业学院),职称:讲师,学历(展示艺术设计本科)研究方向:艺术设计研究

滨州职业学院 256600

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