基于Unity引擎的虚拟现实VR设计

基于Unity引擎的虚拟现实VR设计

    基于Unity引擎的虚拟现实VR设计

摘要:虚拟现实技术可以利用计算机设备模拟一个与现实相似的虚拟空间,可以为用户提供视觉甚至感官的模拟,让用户可以身临其境,更直观的感受立体空间的事物。而unity是一个游戏引擎,可以较好的模拟物理环境,用此引擎可以方便的开发出虚拟的现实环境。
本文主要以Unity 5.4.0f3为开发环境,主要模拟了对博物馆的参观,旨在介绍在unity引擎中虚拟现实的设计方法和技巧。制作过程主要包括场景搭建和代码实现等,其中代码使用c#脚本完成,最终通过unity进行编译,本次生成的为安卓平台的安装文件。
关键词: unity;vr;博物馆,C#; 
 
Virtual reality design based on Unity engine 
Abstract: Abstract:Virtual reality technology can use computer equipment to simulate a virtual space similar to reality. It can provide users with visual or even sensory simulation. Let the user be in the reality place. A more intuitive thing to feel in three-dimensional space. And unity is a game engine. It can simulate the physical environment better. With this engine, the virtual reality environment can be conveniently developed.
This paper mainly uses Unity 5.4.0f3 as the development environment. It mainly simulates a visit to the Museum. The purpose is to introduce the design methods and techniques of virtual reality in unity engine. The production process mainly includes scene building and code implementation. The code is done using the c# script. Finally compiling through unity. This generation of installation files for the Android platform.
Keywords: unity, Virtual reality, Museum,c#
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
目录
一、绪论 1
1.1 引言 1
1.2unity3D的介绍 1
1.2.1 unity简介 1
1.2.2 unity软件的特色 2
1.2.3C#脚本语言介绍 2
二、Unity3D中的基本操作 3
2.1 Unity界面详情 3
2.2 Unity资源的导入及场景设置 4
2.3Unity打包设置 5
2.3.1设备号获得 5
2.3.2证书获得方式 6
2.3.3Unity打包支持VR说明 6
2.4 Unity中c#结构介绍 7
三、课题详细介绍 9
3.1 场景介绍 9
3.2 交互介绍 11
四、课题的实现 13
4.1 场景的搭建 14
4.2 动画系统的设置 14
4.3 功能的实现 15
四、结论 31
五、参考文献 31
 
 
 
 
 
一、绪论
1.1 引言
随着硬件的不断进步,人们的娱乐方式也在不断变化。从最初的解决生活难题,逐渐变成追求最佳体验。于是,VR的出现将大幅度改变娱乐方式。VR的出现将使人们不再拘泥于普通的硬件设备对设备输入信息指令,更多的是人体动作对设备的输入。
人们平时大多数时间都在学习与工作中,没有多少时间去参观博物馆。虽然在电脑或手机上可以看到博物馆的一些资料,但终究是视频图片和文字,没办法和身临其境更有趣味性。
由此,本设计将会结合c#语言与unity3D引擎设计出游客游览博物馆的模拟场景与交互,当然,还有一些现实所不能实现的交互。
1.2unity3D的介绍
1.2.1 unity简介
Unity3D是比较全面的游戏引擎,它是一款丹麦Unity公司的游戏开发工具。Unity3D从开发自今,就一直致力于能让开发者更加轻松的设计一款游戏,从UGUI的添加也可以看出。Unity3D有许多特色,包括综合编辑、图形动力、资源导入、一键部署、光影、网络、物理、内置地形编辑器、音效系统、版本控制等。
Unity3D有一个经验演示名叫热带岛屿,这个效果展示了地形,水,光影。看过后很多人会想起引擎CryEngine(用于制作孤岛惊魂的),所以Unity3D引起了很多国内VR开发者的观望。unity的渲染一直是弱项,不过unity2018推出的第一人称演示《死者之书》,展示了全新的渲染管线。
1.2.2 unity软件的特色
(1)综合编辑
Unity的用户操作界面非常简单,可以完成大量工作。这为开发者节省了许多时间。
(2)图形动力
Unity对DirectX、OpenGL具备高度优化的图形渲染管道。
(3)资源导入
Unity支持很多文件格式,可以和许多相应程序进行同步工作
(4)一键部署
Unity能够使开发者的作品在多个平台运行。
(5)着色器
Unity的着色器功能很强大,许多效果都可以用它来实现。
(6)地形编辑
Unity可以让开发者进行地形编辑,即使低配置硬件也可以流畅运行。
(7)联网
支持全实时联网多人游戏。
(8)物理特效
生动的模拟了现实世界的物理法则;unity内置了NVIDIA PhysX;
(9)脚本
Unity支持3种脚本语言:JavaScript,c#,Boo。
(10)光影
Unity有比较完善的光影渲染系统。
1.2.3C#脚本语言介绍
 在unity中,允许同时建立多个脚本文件,并且允许这写绑定在不同的游戏对象上,他们互不影响,各自执行各自的生命周期。Unity中的对象会有很多组件,当脚本绑定在游戏对象上时,此脚本也就相当于一个组件,当物体被销毁时,上面的所有组件都会被销毁,包括脚本。
1.4 VR的介绍
早在1950年之前,科幻作家斯坦利·G·温鲍姆(Stanley G. Weinbaum)在《皮格马利翁的眼镜(Pygmalion's Spectacles)》这部科幻小说中就探讨了虚拟现实,虽然简短,但却详细描述了以嗅觉、触觉、视觉和全息护目镜基础的虚拟系统。
“人造现实”术语是由Myron Krueger创造,一直从20世纪70年代沿用至今。但是,此术语的起源却可以追溯到Antonin Artaud的知名作《戏剧及其重影(The Theatre and Its Double)》。
 2016大概可以算作VR的元年,国际巨头如谷歌、微软、Facebook等都相继涉及VR领域。美国是VR技术的发源地,总体水平依旧在世界前沿,可以说美国的VR发展可以代表世界VR发展水平。而欧洲在部分领域处于领先,国内VR水平相对潜力较大。
二、Unity3D中的基本操作
2.1 Unity界面详情
Unity打开后会有一个默认布局,一般习惯用2by3的布局,如图1所示,在右上角选择2by3即可。此时会有5个主要工作区间,分别为:
(1)场景视图(Scene):用于摆放游戏对象
(2)游戏视图(Game):用于显示相机的视角
(3)层次视图(Hierarchy)用于列出游戏对象以及他们各自的层次关系
(4)项目视图(Project)显示所有的资源文件
(5)检视视图(Inspector)显示在场景或层次视图中选中对象的属性
 
参考文献
[1] Ryan Henson Creighton.Unity3D GameDevelopment by Example[M].Birmingham:Packt Publishing Ltd,2010
[2] 金禾工作室.3D游戏程序设计基础[M].北京:兵器工业出版社,2006.10
[3] 倪乐波 戚鹏 遇丽娜 王婧 Unity3d产品虚拟展示技术的研究与应用[J],数字技术与应用,2010
[4] 魏迎梅.虚拟环境中碰撞检测问题的研究[D].长沙:中国人民解放军国防科学技术大学,2000
[5] 朱柱.基于Unity3D的虚拟实验系统设计与应用研究[D].武汉:华中师范大学,2012
[6] 刘杨.突破C#编程实例五十讲.北京:中国水利水电出版社,2002
[7] Oliver Sturm.C#函数式程序设计.清华大学出版社,2013
[8] Karli Watson.C#入门经典.清华大学出版社,2008
[9] 三维游戏设计师宝典[J].电脑报,2009.5
[10](美)施瓦布(Schwab,B.)著,林龙信,张波涛 译.AI 游戏引擎程序设计[M].北京:清华大学出版社,2007

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