□鐘 璇 廖曉芳 莫富文

近幾年來，Unity3D為許多個(gè)人或公司提供了一個(gè)良好的游戲開發(fā)平臺(tái)，因?yàn)槠浜?jiǎn)單操作且效果良好，所以在虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)中也占據(jù)著主要的位置。這款軟件的許多自然特效、地形編輯功能、多種腳本編輯器等，為虛擬領(lǐng)域的開發(fā)提供了很高的易用性和可行性。

一、建筑模型的創(chuàng)建

(一)采集數(shù)據(jù)。在虛擬校園的建設(shè)中，采集數(shù)據(jù)是一個(gè)很重要的步驟。數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量在很大程度上決定了校園漫游中用戶的體驗(yàn)效果。外部貼圖則需采用高清相機(jī)拍攝加后期處理的方法來完成，為保證拍攝相片的成像效果，拍攝時(shí)間需要選擇在天氣較好的15～17點(diǎn)，這時(shí)候陽光充足且不會(huì)很強(qiáng)烈。特別要注意的是，避免正午的時(shí)候以及太陽光太過強(qiáng)烈的時(shí)候去拍攝，因?yàn)槿菀讓?dǎo)致過曝或個(gè)別物體因反光導(dǎo)致拍攝出來不清晰。

(二)處理數(shù)據(jù)。一是將采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，二是把照片導(dǎo)入Photoshop中進(jìn)行一些裁剪，在這里需要把握好圖片的尺寸大小和清晰度之間的平衡，并進(jìn)行一些光線顏色的美化處理，三是進(jìn)行標(biāo)識(shí)編碼存放，把數(shù)據(jù)和相片與物體一一對(duì)應(yīng)，做到心里清楚，為之后的建模貼圖打下基礎(chǔ)。

(三)三維模型的建立。

1.幾何建模方法。幾何建模，指的是利用一些軟件里面的幾何體來組成一個(gè)物體。多用于細(xì)節(jié)建模時(shí)，例如一些小物件或柱子，可以采用基本幾何體和擴(kuò)展幾何體，然后轉(zhuǎn)化可編輯多邊形后，對(duì)物體的頂點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)和縮放，從而得出大致的形狀。

2.放樣建模方法。對(duì)于樓體，則采用與CAD圖紙相結(jié)合的方法，通過捕捉用線條描繪出形狀進(jìn)而擠出得到的放樣建模的方法。這種方法得出的物體能夠保證比例的正確和尺寸的精準(zhǔn)。

3.設(shè)計(jì)材質(zhì)與貼圖。對(duì)平整的面可采用貼圖法完成，之前拍攝準(zhǔn)備的圖片可直接使用。使用uvw貼圖時(shí)，在3D MAX中把物體展開，然后在編輯工具欄中與圖片對(duì)齊，這樣雖然比較費(fèi)功夫，但是在面數(shù)大的情況下可以保證渲染的清晰度，同時(shí)也節(jié)省了空間。凹凸不平的面則采用模擬法，一是對(duì)重復(fù)的部分進(jìn)行復(fù)制，二是再將貼圖相同的面進(jìn)行塌陷，在焊接需要合并得點(diǎn)，這樣貼圖就完成了大半。將這些模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中，添加環(huán)境光并把建筑物設(shè)置成可以產(chǎn)生陰影的效果，完成后會(huì)使場(chǎng)景效果更加真實(shí)，如圖1所示。

圖1

(四)地形的建模。虛擬校園中的地形并非平面，而是具有立體感的，一塊一塊的，具有高低起伏的。所以在這里可以采用C4D來完成這個(gè)地形的制作。在C4D中選擇立方體或者是地形，再選擇雕刻命令下筆刷工具雕刻出學(xué)校地形的樣貌，從而真實(shí)地模擬出學(xué)校的樣子，如圖2所示。

圖2

二、三維模型的集成

(一)模型的導(dǎo)入。第一，需將模型在3DMAX中存儲(chǔ)為.fbx格式，這樣將模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D中時(shí)模型才不會(huì)出現(xiàn)方向錯(cuò)誤，才能保證導(dǎo)進(jìn)去的模型是正立的。第二，三維模型在導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D時(shí)也可能會(huì)出現(xiàn)材質(zhì)的丟失，所以一定要把用到的貼圖歸納到一個(gè)文件夾中，即使丟失之后再選擇對(duì)應(yīng)的渲染器進(jìn)行貼圖就可以了，這樣給物體重新賦上貼圖就會(huì)簡(jiǎn)單很多。

(二)碰撞體問題。由于虛擬校園需要涉及到與用戶的交互，不能只局限在觀察。而模型與模型之間相互獨(dú)立的，隨著交互過程中時(shí)間、角度和模型位置的改變，有可能會(huì)出現(xiàn)在模型中穿梭，模型與模型之間出現(xiàn)碰撞，場(chǎng)景模型對(duì)人物模型的視線沒有阻礙作用等情況，這些情況在現(xiàn)實(shí)中都是不存在的。為了避免這些不真實(shí)的現(xiàn)象發(fā)生，不管是場(chǎng)景模型還是角色模型，都要給他們加上缸體，并設(shè)置好缸體的屬性。將碰撞檢測(cè)的腳本給碰撞體，通過測(cè)試調(diào)整好碰撞檢測(cè)的精度等問題。這樣就能讓人猶如在真實(shí)的校園中瀏覽一樣。

(三)科學(xué)布置燈光。虛擬校園的建設(shè)中，一切設(shè)置與制作都要以增加真實(shí)感為前提，當(dāng)做好場(chǎng)景模型和人物模型之后還要給場(chǎng)景添加上天空盒子、燈光和云霧效果。調(diào)整光源的方向和亮度，不能出現(xiàn)局部過亮或過暗的情況，仔細(xì)檢查每一處的光源，讓模型產(chǎn)生的陰影效果盡可能與真實(shí)的場(chǎng)景相符合。

(四)三維場(chǎng)景的生成。Unity3D具有強(qiáng)大的跨平臺(tái)發(fā)布的功能，點(diǎn)擊File里面的Build Settings就可以選擇你想要發(fā)布的版本，例如PC版本、Mac&Linux Standalone版本，ios版本、Web Player版本等等。如果是發(fā)布PC版本，最后會(huì)生出一個(gè).exe文件，要注意Windows下面如果電腦是32位的選擇×86，如果是64位的選擇×64。調(diào)整好分辨率和品質(zhì)便可以開始漫游了。

三、結(jié)語

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及，人們?cè)谏钪袑?duì)智能應(yīng)用的體驗(yàn)感要求越來越高，目前國(guó)內(nèi)高校在這方面涉及相對(duì)較少，而虛擬校園的建設(shè)正彌補(bǔ)了這一空缺。文本旨在研究虛擬校園的建設(shè)過程，這種漫游系統(tǒng)以一種可視的、動(dòng)態(tài)的方式全方面地展示了校園的場(chǎng)景，可讓用戶手動(dòng)操控漫游的位置和視角來瀏覽景色，使得用戶具有強(qiáng)烈的真實(shí)感，為構(gòu)建數(shù)字化學(xué)校、提高校園的知名度、宣傳校園以及提高師生對(duì)校園的認(rèn)識(shí)都有積極的作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為21世紀(jì)發(fā)展的重要技術(shù)之一，虛擬校園也將是成為未來人們認(rèn)識(shí)校園了解校園的重要途徑，這種新的信息處理的方式可為校園樹立一個(gè)直觀和全方位的形象，對(duì)數(shù)字化管理校園起到推動(dòng)的作用。