1、虛擬現實技術小組實習報告學 院班 級組 員指導教師日 期遙感信息工程學院XXX 班湯 XX王 XX鄭 XXXXX 20XX.11.XX（一）小組實習報告一、 實習目的1、 了解和熟悉了 3ds max、unity 3D 等虛擬現實設計建模及開發軟件各自的功能和操作。2、 了解并掌握利用 c+進行虛擬現實漫游系統開發的基本算法和理念。3、 加深對課本所學的理論知識的理解和掌握，掌握虛擬現實技術的基本概念、原理、分類、特性等，學會利用一些常用的虛擬現實設計軟件進行虛擬現實系統的開發設計。二、 實習內容設計并實現了古代小鎮五俠鎮虛擬現實的漫游系統。本次實習我們小組在3DS MAX 里進行三維場景創建

2、、修改導出為 FBX 模型之后，導入 unity3D 再通過使用 unity3D 進行三維漫游系統設計與開發，最后導出 exe 文件。三、 實習實現方案對于此次虛擬現實漫游系統設計，我們組考慮以古代小鎮為背景場景設計建模漫游系統對象，所建立的漫游系統將包括小鎮房屋、地形、河流、噴泉、天氣變化等基本對象，使用 unity3D 添加河流、光照、噴泉等特效；使用腳本編輯完成天氣的變化；每個房屋和樹木進行碰撞體添加之后完成碰撞檢測功能；通過添加粒子系統完成了落葉等效果。3dsmax 簡介3dsmax 是美國 Autodesk 公司旗下優秀的電腦三維動畫、模型和渲染軟件，全稱： 3D Studio MA

3、X。該軟件早期名為3DS，是應用在 dos 下的三維軟件，之后隨著 PC 機的高速發展， Autodesk 公司于 1993 年開始研發基于PC 下的三維軟件，終于在1996 年 3D Studio MAX V1.0 問世，圖形化的操作界面，使應用更為方便。 3D Studio MAX從 V4.0 開始簡寫成 3dsmax ，隨后歷經 V1.2 ，2.5 ，3.0 ，4.0 ，5.0（未細分） .Autodesk 堅持不懈的努力不斷更新更高級的版本，逐步完善了燈光、材質渲染，模型和動畫制作。廣泛應用于三維動畫、影視制作、建筑設計等各種靜態、動態場景的模擬制作。Unity 3D 簡介Unity3

4、D 是由 Unity Technologies 開發的一個讓玩家輕松創建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內容的多平臺的綜合型游戲 開 發 工 具 ， 是 一 個 全 面 整 合 的 專 業 游 戲 引 擎 。 Unity類 似 于Director,Blender game engine, Virtools或 Torque Game Builder等利用交互的圖型化開發環境為首要方式的軟件。其編輯器運行在Windows和Mac OS X 下，可發布游戲至 Windows 、Mac 、Wii 、iPhone 、WebGL( 需要 HTML5) 、Windows phone 8

5、和 Android 平臺。也可以利用Unity web player 插件發布網頁游戲，支持 Mac 和 Windows 的網頁瀏覽。它的網頁播放器也被Mac 所支持。四、實習步驟步驟流程圖圖 1 五俠鎮實現技術流程操作步驟基礎地形構建按照設計方案，該區域地形的總體目標效果為：遠處一角為高低起伏的ft峰及較低的丘陵，中部大范圍為平原，一條河流貫穿平原中央。因為整個基礎地形是虛構想象的，因此并不需要實地的地物與相關數據以供小組成員參考。在本次實習中，小組成員利用通過Unity 軟件自帶的地形設置（Terrain）功能，通過Hierarchy 面板中的目標高度繪制，平滑高度兩個地形繪制工具，通過設

6、置筆刷類型，大小等完成了地形起伏的繪制，最終繪出包含高ft， 丘陵，平原，河道四類地物的地形圖。接著利用紋理繪制工具，根據地形特點給相應地形進行貼圖，最終構建出有四種貼圖的完整地形。圖二 紋理繪制工具界面最終得到的地形效果示意圖如下：圖三 地形效果建筑物模型搭建搜集符合預期主題的合適的建筑模型，依照目標設計與地形的特點，利用 3ds max 軟件將建筑物模型大體分為兩個部分，分別組合在一起，為小鎮中央的河流預留出空間。同時調整各個建筑物之間的大小比例，使其符合現實特點。最終形成一個完整的武俠小鎮。部分建筑物與整體模型如下。（圖）之后根據小鎮的范圍，在其中進行材質貼圖處理，將地面，墻壁等修改成不

7、同的石頭材質，符合古風武俠小鎮的風格。小鎮模型搭建完成后導出 3ds max 并導入Unity 中，與之前所做的地形進行組合，形成了隱匿于ft腳平原的小鎮效果。（圖）人物模型及一三人稱漫游的實現我們首先利用 3ds max 搭建人物模型，并將成品結果導入 Unity，但是導入的人物模型因為缺少骨骼和相關的動作導致人物四肢無法運動，第三人稱下人物移動類似僵尸。因此我們選擇了在 Asset Store 上進行了篩選，最后選擇了一個日本動漫男性角色形象 Taichi 的人物模型作為我們相關的人物外表。該人物模型擁有完整的骨骼系統和部分動作動畫，是一個十分完整的模型。人物模型如下：圖四 選用人物模型在

8、選擇，導入人物模型后。我們開始進行一三人稱場景漫游的實現。首先在人物模型里設置兩個 camera，分別控制第一人稱與第三人稱的視角。前者放置于人物眼部位置，而后者放置于人物身后。圖五 兩臺 Camera 的位置之后導入 Unity 中自帶的 Standard Assets 包，在其中尋找第一第三人稱控制組件，并將相關組件加入到人物模型中，其中包括剛體，碰撞器，第一第三人稱控制器等，而對于兩臺 Camera 根據功能不同分別導入不同的組件。對于第一人稱的實現，需要在人物模型中導入第三人稱控制器，剛體和碰撞器，第一人稱控制器，并且在Camera 中設置 Head Bob 組件，進行相關設置后實現在

9、第一人稱的控制下人物仍然可以進行奔跑，跳躍等動畫而不是在第一人稱控制的情況下毫無動作。對于第三人稱的實現，需要在人物模型中取消第一人稱組件，并且取消Camera 中的 Head Bob 組件。進行相關設置后可以實現第三人稱視角下的場景漫游。（兩個圖，一個是第一人稱漫游景象，一個是第三人稱漫游景象）最后，編寫相關程序，通過打開關閉兩臺 Camera，實現了第一人稱視角和第三人稱視角的自由切換。（能找到切換效果的圖更好，找不到就用下面的這張代碼圖）動態天氣效果實現本次實現的動態天氣效果分為兩部分進行完成：動態天空和動態天氣。動態天空的實現利用 Unity 軟件簡單實用的 skybox 進行，將三種

10、不同狀態下的skybox 進行混合操作，通過混合的程度調整天空最終呈現的狀態。以下為操作利用的三種 skybox 的原始效果。（圖）動態天氣部分，主要實現了四種天氣的狀態，分別為：晴、陰、霧、雪。選擇了不同天氣下的一些獨有氣象特征，利用 Unity 軟件的粒子系統進行完成。四種天氣的特征選擇為：晴天空漂浮這一層薄薄的白云 陰天空布滿較厚的一層灰黑色云霧地面附近籠罩一層接近白色的肉眼可見霧氣雪天空持續落下朵朵雪花（圖）最終通過編寫程序實現不同天氣的隨機切換以及相應天空的同時轉換。細節效果裝飾針對場景中的不同地區，分別進行了樹木、花草、噴泉、落葉等細節效果裝飾，使得整個小鎮環境更加優美真實，符合武

11、俠小鎮的風格。對于場景中的樹木、花草，我們利用相關材質貼圖進行實現。對于場景中的噴泉，我們在 Asset Store 中下載了 Fluvio 插件，利用插件中豐富的選項設置來對噴泉噴口類型，水珠材質顏色，水珠大小頻率等進行設計，并且與場景中的噴泉口建筑對接，實現了噴泉口噴泉的效果。最終設計的結果如下：這個圖當然要換一個啦，換成場景中的圖把對于場景中的落葉，我們利用粒子系統進行實現，在 Unity 粒子系統中設置粒子區域的大小，頻率并將材質改為落葉材質，最終實現了在河流兩旁的樹木落葉的特效。（圖）對于場景中的河流，我們利用 Unity 自帶的 Standard Assets 包，在其中尋找水面材

12、質，并且對水面區域的高度，范圍，材質等進行了設置，將其置于河道和噴泉水潭中。最終實現了水面特效，在場景中水面反射天空光照出現波光粼粼的效果。碰撞檢測（圖）為了讓最終成果顯得更為具體真實，不會出現如人物穿墻而過之類的錯誤場景， 對構建的小鎮建筑模型、地面、樹木等各種再真實環境中會阻擋人物的物體，根據各自的形狀等特點進行了不同效果的碰撞檢測，而對于花草等物體，不對實現碰撞檢測，使得最終效果更加真實。成果輸出在 Unity 中選擇 Build，并在相關界面中進行輸出類型等設置，最后選擇將成品輸出在 win 系統中，生成.exe 文件。（二）個人實習內容和實習收獲（或實習建議）馬子君：本人在本次實習中

13、完成了以下兩個任務： 1.3ds Max 模型的收集和集成通過在3ds Max 中集成各個模型再將模型導出為FBX 格式的文件添加至unity 3D 的場景素材文件夾中，而由于地形設置是有起伏的，需要對每個模型賦予不同的高程，是一個比較繁瑣的工作，通過在 unity 3D 中根據地形調整模型的高程； 在模型調整過程中由于房屋面片是分開的，有些模型難以調整，會出現房屋面片分離的情況，這也是本人在今后模型修改之中需要改進的地方。2. 房屋模型的碰撞檢測對于每個房屋需要實現碰撞檢測功能，該功能是通過 unity3D 中的 collider 實現，對于不同房屋模型的形狀添加不同的碰撞體，如 box 類

14、 capsule 類，對于復雜的模型一般采用 mesh 類碰撞體，對于碰撞體的設置需要每個模型都有自身格網才能添加 mesh 碰撞體，加入碰撞體之后就完成了每個房屋的碰撞檢測功能。個人感想：Unity 3d 是一個功能強大的游戲制作軟件，在本次實習中本人接觸到的功能十分有限，如果想實現強大的功能不僅需要對 unity 的功能有系統性的了解，同時需要通過代碼的編寫實現更多的功能，希望能有更多的機會了解 unity3D，同時增強代碼的編寫能力完成更強大的功能。湯舒暢：本人在本次實習中完成了一下內容：基礎地形的構建通過 Unity 自帶的地形制作工具進行地形的繪制和貼圖，最后完成了四類不同地形的地貌

15、和紋理的繪制人物模型的篩選導入與一三人稱漫游的實現選擇相關人物模型并且通過 Unity 自帶的資源包，以及相關相機轉換代碼的編寫，實現了單獨的一，三人稱漫游以及一三人稱漫游的自由轉換落葉，水面，噴泉相關特效的實現在 Unity 自帶的 Standard Asset 包中尋找河流材質，經過材質，形狀，大小的設置后在河道和噴泉水池中放置了水面特效。在 Unity 中利用 Asset Store 中下載 Fluvio 插件，通過材質，形狀，噴泉口類型等相關參數的調節實現噴泉效果，并將其放置與噴泉建筑中。在 Unity 中利用粒子系統設置了落葉特效的材質，特效范圍等參數，最終在河道兩旁的樹中實現了落葉特效?，F場答辯展示個人感想：本次實習，我們更多的是自己利用 Unity 自帶的功能來實現相關的功能，如一三人稱漫游等，但是自己主動編程的內容很少，對于我個人而言僅僅只有一三人稱自由切換部分。從目前的效果來看，Unity 是一個很強大的游戲引擎，但是如果我們要更加詳盡的研究 Unity，實現更多的功能，就必須要