基于Unity3D的虚拟校园漫游的设计与实现

　　【摘要】随着我国计算机网络技术的飞速发展，虚拟现实技术也随之而出，虚拟校园就是虚拟技术的一个分支。本论文以西安石油大学新校区为例，基于Unity3d 平台开发的系统运行效率高、维护简单的特点，运用3dmax建模软件进行对场景建模，通过JavaScript和C#语言实现人机交互，最后结合html 进行融合导出，从而完成虚拟校园的开发。针对虚拟漫游网络占用大量网络带宽，影像虚拟漫游系统运行的流畅性，提出了在建模优化及程序中的优化实施措施，经过软件测试，表明该优化方法能够有效地降低网络带宽，能够一定程度上提高虚拟漫游系统运行效率，为构建虚拟数字化校园及相关方向研究提供实用参考价值。
　　【关键词】虚拟现实;虚拟校园;校园漫游;Unity3d
　　Design and Realization of Virtual Campus Roaming Based on Unity3D
　　WANG Cai-ling LIU Rui-xiang SONG Zhao
　　（Xi’an Shiyou University， School of Computer Science， Xi’an Shaanxi 710065， China）
　　【Abstract】The virtual reality technology comes with the rapid development of computer network technology， and the virtual campus is a branch of it. In this paper， the new campus of xi’an Shiyou university is taken as an example， the system based on Unity3d platform which has high efficiency and good maintenance， it used 3dmax to model the scene and realize human-computer interaction through JavaScript and c#， finally combining HTML to export and fuse， thus completing the development of the virtual campus， and providing practical reference value for building a virtual digital campus and the relevant research.
　　【Key words】Virtual reality; Virtual campus; Campus roaming; Unity3D
　　0 引言
　　在网络快速发展的时代，虚拟现实技术成为了高等教育机构和国内外商业抢占市场和提高竞争力的一个强有力手段。他们通过虚拟现实技术，让用户足不出户就可以了解到他们所需要的东西，而且具有身临其境地感觉。使用者利用网络手段真实感触到产品、环境及体验，对虚拟现实技术的要求更高更迫切。基于双方的需求，更加促进了web3d技术的完善和成熟。
　　所谓虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。虚拟现实技术已经广泛应用在医疗[1]、教育[2-3]、电子商务[4-5] 等众多领域。其中，Web3D技术是当前虚拟现实的主流技术。Web3D又称网络三维，是一种在虚拟现实技术的基础上，将现实世界中有形的物品通过互联网进行虚拟的三维立体展示并可互动浏览操作的一种虚拟现实技术。相比起目前网上主流的以图片、FLASH、动画的展示方式来说，Web3D技术让用户有了浏览的自主感，可以以自己的角度去观察，还有许多虚拟特效和互动操作。Unity3d是由Unity Technologies开发的一个可以轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity3D最大的优势是性价比高，并且可以发布成网页浏览的方式，用户不用下载客户端，就可以直接体验. Unity3D支持各种脚本语言包括Javascript、C# 兼容各种操作系统，真正的实现了跨平台。
　　本论文从创建数字校园需求分析入手，通过前期测量，三维建模完成各个数字模块，最终完成一个数字化校园。首先应该通过CAD平面图[6-7]和实地拍摄图片[8-10]构造模型主题，经过测量和分析得到虚拟场景内各个模型的尺寸，利用3dmax建模软件对各个建筑体进行建模，然后进行场景合并。运用3dmax插件导出为FBX格式，将导出文件导入Unity3D中，在 Unity3D中添加灯光设置、图纸设置、及第一人称角色来完成人机交互。利用Unity3d的跨平台设置生成html格式，将html格式文档发布在互联网中，可实现网络环境下虚拟校园的漫游。
　　1 三维虚拟校园漫游的总体设计
　　1.1 虚拟校园漫游开发流程
　　基于西安石油大学新校区的虚拟校园漫游开发流程如图1所示。
　　首先，获取校园地理相关信息数据。在这里首先获取校园AutoCAD平面图和相关建筑物设计图纸。对建筑物分别从四个正面及八个方向拍照，获取外部轮廓及细节图;对草地、水域及道路等采用实景拍照获取相关信息。
　　其次，将所采集到的数据及图片信息利用3Dmax建模软件，制作三维数字模型，对粗糙模型进行加工渲染，得到效果逼真的三维模型。
　　再次，将三维模型利用3Dmax插件导出，由于Unity3D软件要求输入模型为FBX类型，因此，按照Unity3D软件平台要求输出指定模型，进行后续的开发。
　　最后，利用Unity3D软件，使用Javascript和C#语言，添加灯光照射和人物角色，对人物添加碰撞检测，实现基于第一人称的无失真漫游。

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