復旦大學通識教育核心課程

2014-2015學年第一學期期末考試試卷課程名稱： 網絡虛擬環境與計算機應用 課程代碼：__SOFT119003.01開課院系： 軟件學院 考試形式： 課程論文學生姓名： 牛鄭豪學號業:軟件工程題目123總分得分一、 下列題目任選一題撰寫一篇論文結合自己的專業，通過思考和查找資料，并對其經典的網絡虛擬環境實例進行實踐，撰寫課程論文。對網絡虛擬環境相關的計算機科學問題，如多主體軟件NetLogo對網絡虛擬環境相關話題（如群體智能）的相關系統學習和實踐，撰寫課程論文。學習并實踐網絡虛擬環境相關的理論、方法，并實踐相關學術系統，如國外重點實驗室的科研項目的學習和已有源代碼的部署和實踐，撰寫課程論文。網絡虛擬環境中的人文問題：哲學'心理'法律\政治、民主相關問題（可選擇1到多個點），閱讀相關論文作為參考文獻，對該領域進行綜述，撰寫課程論文。二、 具體要求正文字數在3000字以上（不包括注釋和參考書目等）。嚴格遵循論文寫作規范（引文必須注明出處）。必須提交A4紙打印的論文稿，并以此試卷作為論文封面，于左上方邊角處裝訂。字體：凡是正文一律用宋體/五號字，注釋用小五號字，大標題用宋體/三號字/加粗，小標題用宋體/五號字/加粗。段落：一律采用標準間距、1?5倍行距。論文寫作格式：5.1包括答卷頁眉、論文題目、正文、注腳、引用及參考書目（或“參考文獻”）5.2答卷頁眉包括學號、姓名、選課代碼、選課名稱，右對齊一律使用腳注。需包括作者、篇名/書名/期刊名、頁碼、出版社和版次/期刊號。5.4文末須列“引用及參考書目”，需包括書名/期刊名、作者、出版社和版次/期刊號。如果所提交論文不合規范者，必須改寫。如果兩次改寫后，仍不合規范者不予以評分。嚴禁抄襲，一旦發現按零分處理。12_月31前提交。個別需改寫的可順延三天，最遲于L月_￡日之前全部交畢。逾期按零分處理。論文題目：UNITY3D的學習以及WEB3D的未來摘要：網絡時代的到來逐漸改變了人們的生活習慣，智能手機的高速發展，WEB3.0概念的提出與無數新型WEB應用的出現都顯示出網絡時代的魅力。而WEB應用作為網絡時代的核心成員也必將迎來更多的機會。當前，以WEB3D為代表的新一代Web技術正處于技術發展的初期。由于眾多科技巨頭的鼎力支持，以及其自身強大的技術潛力和開放性，新一代Web技術已經得到了業界的高度關注，在技術發展和應用方面都進展順利，被認為在未來有能力成為主導移動互聯網產業發展的關鍵技術。而UNITY3D作為一款可以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跨平臺的綜合型游戲開發工具正得到全世界開發者的關注。關鍵字：UNITY3D、WEB3D、游戲引擎、渲染、腳本、軟件生態圈1明晰基本概念1.1何為WEB3D技術何為WEB3D技術？WEB3D是一種在虛擬現實技術的基礎上，將現實世界中有形的物品通過互聯網進行虛擬的三維立體展示并可互動瀏覽操作的一種虛擬現實技術實現形式。其也可簡單的看成WEB技術和3D技術的結合，即PC的3D技術向互聯網的拓展。三維的表現形式，能夠全方位的展現一個物體，具有二維平面圖象不可比擬的優勢，因此，未來WEB3D在商業、教育、娛樂以及虛擬社區上都很有可能大放異彩。但是因為沒有標準，3D在Web上的實現過程還將繼續掙扎，也涌現出來一批極有可能成為其標準的應用，例如不需插件的WEBGL，以及跨多個平臺，支持各種智能手機與各種操作系統的UNITY3D等。1.2何為UNITY3DUNITY3D作為一種綜合型游戲開發工具，已經涌現出一大批以其為引擎的網游以及手游，較為著名的有《仙劍OL》、《神廟逃亡》、《最終幻想5》等，而且UNITY3D以其易上手、可視化以及免費（收費版價格也遠低于其他引擎）等特點吸引著更多的開發者與開發商。與其他游戲引擎類似，UNITY3D也擁有整合的編輯器、地形編輯、著色器、腳本、物理模型等，但是與其他引擎相比一大差別在于UNITY3D更加注重設計者對于游戲可玩性的關注，而不是簡單的追求設計的難易程度。UNITY3D使用PhysX物理引擎（進行模擬運算使虛擬世界的物體運動符合真實世界物理定律），內置有大量的Shader，可滿足一般開發者，同時UNITY3D還支持JavaScript、。#等腳本，如果開發非網頁的獨立版還可以使用插件，十分方便，兼容性很強。3D游戲與UNITY3D引擎游戲是由程序，圖形，模型，參數等合并制作而成的，所有的3D游戲一開始的模型都是一個效果（模型細節也決定游戲的質量）而引擎就是游戲畫面的決定性因素了，它包含貼圖質量，模型的光照效果，即漫反射，鏡面反射，深景光暈，和畫面的風格等等。很多效果極佳的燒卡游戲往往并不是模型刻畫的多么精致，而是游戲引擎的強大。全球知名的游戲引擎有很多，像Unreal3（劍靈、戰地之王的引擎）、CryENGINE（孤島驚魂的引擎）都是成名已久，渲染出的游戲都是極其精美，與之相比UNITY3D在游戲渲染方面無疑是有所欠缺，但是作為一款可視化的3D游戲引擎，開發者可以很直觀的看到自己開發中游戲的場景，也可以很方便的進行操作和調試，甚至可以在游戲試運行的過程中調整參數以達到自己想要的效果，大大降低了游戲開發的門檻，使得更多的人擁有機會去制作屬于自己的游戲，自然也得。下圖是我設計游戲的簡單流程。2用UNITY3D制作游戲：2.1認識界面。UNITY3D運行的界面包括5大模塊。分別是scene（游戲場景編輯區）、game（游戲運行區）、Project（項目面板）、Hierarchy（層次面板）、Inspector（監視面板）。.建立項目。在UNITY3D中，項目不光要儲存你所進行中的游戲，還將儲存你制作游戲所要用到的場景、模型、貼圖、腳本等種種資源。在游戲進行導出時也可以選擇將項目也導出，這樣也能方便團隊協作。.建立場景。一個游戲是由許多場景構成的。因為3D游戲大多是對現實世界的模擬，因此在場景中往往要包括地形、光照、陰影、天空等。在UNITY3D中，天空的效果由添加天空盒來實現。天空盒有兩種添加方法，第一種即直接將天空盒添加到場景中，這樣在進行編輯的時候總可以看到作為背景的天空，第二種是將天空盒綁定到攝像機上，我個人認為第二種更為方便，但是這樣的話只有在游戲運行時才能看到天空的效果。添加完天空盒就要進行地形的編輯，在UNITY4中，我們可以在GAMEOBJECT中選擇添加terrain（地形），剛添加進的地形在視圖上與一張紙無異，我們需要用UNITY3D的地形編輯器對其進行改造，UNITY3D的地形自帶地形腳本，其腳本中的按鈕可以改變地形的構造如使地形隆起等，還可以為地形上色，原始的地形類似于石膏材質，UNITY3D也提供了很多的貼圖供開發者選擇以模擬出山地、雪地甚至太空的場景。擁有了起伏以及貼圖，我們可以在相機里看到一個類似于真實世界的場景了，我們可以繼續為地圖添加細節，包括添加樹木與草等，在UNITY3D中，你添加的樹木與草本只有在視角拉進時才可見，這也它的一種機制：在比較大的場景中渲染時只渲染一定距離范圍內的物體，超遠距離的物體不渲染，這樣可以節約很多資源。這些步驟進行過后，我們的場景已經基本上與真實世界無異了，但是看起來還是陰森森的，于是同樣我們可以在GAMEOBJECT中選擇添加燈光，UNITY3D中的燈光分為點光源，平行光源，聚光燈與部分光照，光源的選擇對于陰影的效果有很大的影響，為了模擬我們現實世界的太陽光照，我在我制作的游戲中選擇了平行光源，并將光照方向調制合適位置。.導入對象場景建立完成之后就要開始。在導入之前我先添加了一個cube作為游戲對象，并用其實現最基本的功能。創建一個cube以后發現UNITY給他預設了meshrenderer（網格渲染器）和boxcollider（盒碰撞器）以及meshFilter（網格過濾器），網格渲染器從網格過濾器獲得幾何形狀，并且根據物體的Transform組件的定義位置進行渲染，物體的Transform組件包含Position>Rotation>Scale三組參數，確定了物體在三維空間中的位置。如果使物體符合真實世界的物理定律，則需給物體增加一個物理屬性Rigidbody（剛體），給物體設定MASS（質量）后，我們可以清晰看到，在這個虛擬世界中，這個cube已是一個真實的物體了。添加模型的方法也很簡單，在3DS中編輯tank的模型，并導出FBX文件放入項目的資源中，UNITY可以自動識別出模型，將模型的Transform和cube的Transform調成一致后，經過調整cube大小可以把模型放入cube之中，然后再層次面板中將模型放入cube,這兩者就合為一體了，將cube的網格渲染器關閉后，我們就可以驚喜地發現我們的tank模型已經出現在虛擬世界中了，其實tank只是個外形，真正起效用的是被隱藏的cube。.添加腳本游戲模型導入后并不受控制，這時我們需要引入腳本。UNITY支持JavaScript和c#以及BooScript三種腳本類型，基本滿足各類開發者的需求，我的腳本都是使用JavaScript編寫。和平常我們玩的3D游戲相同，我們先要使物體動起來，先編寫一個move的腳本。UNITY的中創立的JavaScript腳本中Update函數是每一幀動畫都執行一次，因此我們把cube移動的功能寫在其Update函數中。調用UNITY為相機寫的SmoothFollow腳本，使得相機一直跟隨在cube之后，設定好相機距離和高度之后，坦克就可以在虛擬世界中自由移動了。下面展示一段控制坦克移動的核心JavaScript腳本。varMoveSpeed=6;varRotateSpeed=15;functionUpdate(){if(Input.GetKey(KeyCode.W)){//控制坦克向上移動this.transform.Translate(Vector3.forward*Time.deltaTime*MoveSpeed);}//Vector3.forward=Vector3(0,0,1)，Vector3代表3維向量。if(Input.GetKey(KeyCode.S)){//控制坦克向下移動this.transform.Translate(Vector3.forward*Time.deltaTime*-MoveSpeed);}if(Input.GetKey(KeyCode.A)){//控制坦克向左移動this.transform.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*-RotateSpeed);}//Vector3.up=Vector3(0,1,0)if(Input.GetKey(KeyCode.D)){//控制坦克向右移動this.transform.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*RotateSpeed);}3.使用感悟UNITY3D上手十分簡單，很適合一些新手開發者，而且它強大的功能也能滿足高手的需求，同時UNITY3D具有強大的移植性和拓展性，UNITYSTORE提供了很多現成的插件和資源來幫助你快速構建一個游戲。UNITY3D最吸引人的還是其所見即所得的特性：除了編輯后可立即運行，還能在運行過程中時實編輯，查看效果。當然，運行過程中編輯對象的數據，會在停止后失效。UNITY3D引擎支持的平臺，都是當下較為流行的平臺，用其做成的游戲可以在IOS、android、以及各類操作系統上發布，同時其在網頁游戲這一未來趨勢的發展上也走在了最前列。除此之外，UNITY3D擁有者良好的生態圈，在ASSETSTORE中你可以制作插件放網上賣，賺取一些利益，也可以購買別人的插件，作為使用或者參考，這為UNITY3D的開發者提供了許多機會，極大提高了人們的創造熱情，可以預見，UNITY3D引擎必定在未來得到更廣泛的應用。而隨著UNITY3D引擎等WEB3D開發軟件的發展，WEB3D必將越來越成熟，其所依仗的虛擬現實技術也已成為繼Internet后，影響未來的十大科技之一，現已成為人們認知和改變世界的重要方法，WEB3.0的到來也將3D網上商城、3D網頁游戲、3D網絡社交帶入了人們的生活，可以預見，隨著配置條件的不斷升級，網絡傳輸速度進一步提升，WEB3D將帶給我們更多我們無法想象的便利與感受，也許不久的將來，WEB3D將構成比現實還真是的虛擬世界。參考文獻：[1]/link?url=V6sdsfu9LcBA_eg7hEVDKB5m4htLE21hqU6tFDfrXfT84JV