基于VRP平臺的三維互動游戲的設計

李冰

摘 要 為了提升游戲用戶的體驗，將虛擬現實技術應用到傳統的二維游戲中，增強了場景的直觀性和用戶的沉浸性。本文利用3DMAX建模材質紋理映射等技術建立游戲場景及模型，并將其導入到VRP軟件中建立一個虛擬的三維游戲場景，通過對相機，界面及腳本的編輯，完成模型在場景中漫游及碰撞等游戲操作。

關鍵詞 虛擬交互 模型優化

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

0引言

虛擬現實技術就是利用計算機生成模擬環境，通過多種傳感設備使用戶投入到該環境中，實現用戶和環境的自然交互技術。虛擬現實與其他計算機技術的主要區別在于它的沉浸性、交互性和構想性。它能夠將真實的場景在屏幕上顯示出來，隨著鼠標和鍵盤的操作，視點會隨之發生變化。本項目提出建立一個三維虛擬游戲互動系統，采用3DMAX軟件進行虛擬場景的建模，利用Photoshop對紋理材質進行優化操作。然后把建好的模型導入到VRP編輯器中進行交互設計，如虛擬導航、虛擬角色的運動、場景物體的觸發、場景按鈕的交互等。給參與者帶來了一種全新的用戶體驗。

1三維物體建模及導入

1.1場景模型的建立

游戲場景中需要一個進行漫游和完成特定任務的游戲人物，首先用Photoshop設計好人物模型，我們模仿了經典游戲的馬里奧作為游戲人物。然后使用Unfold3D將各個部分分UV并畫上貼圖。具體使用方法是：首先將需要分UV的模型導出obj文件，并在Unfold3D中打開，其次將準備好的obj文件導入，將模型切好拆分缺口，并拆分，最后導回3DMAX，再進行紋理處理。

游戲場景還需要很多場景模型，我們采用布爾運算制作了小房子，蘿卜花園，用樣條線畫出車骨架，再用uv放樣做車面和輪胎，再做車座等其他場景模型。3DMAX的多維子材質不能應用到VRP中，所以對應模型不同的面采用不同的漫反射顏色從而產生絢麗卡通的場景模型。

在保證游戲畫面效果的前提下，減少模型的面數，目的是讓游戲進行得更加流暢。我們的方法是一方面刪除看不到的模型面，另一方面我們制作了很多的BB-物體，并對其進行必要的燈光和貼圖設置，這樣的物體只有一個面，內存消耗非常低，最大的優勢是當模型導入到VRP中，隨著攝像機角度的變化，模型的朝向也會隨之發生變化。

游戲所需要的場景，模型在3DMAX中創建好以后，我們通過3dmax-for-VRP的插件導入到VRP編輯器中，在3DMAX中設置的剛體動畫和柔體動畫需要設置在相應的選擇集中，并以規定的字母組合作為名稱，這樣導入到VRP編輯器中，設置相應的腳本才能展示出來。

2游戲場景的設計

本項目利用計算機網絡技術、多媒體技術和虛擬現實技術創建了一個三維虛擬的游戲操作平臺，為游戲愛好者提供一個逼真的、交互性強并能實時反饋的虛擬游戲環境。具體采用了三種交互方式：第一種是鼠標交互，游戲操作者可以通過鼠標控制視角的變化，這些變化以馬里奧對象為基準，變換的方式可分為三中形式：圍繞模型進行旋轉，視角的放大和縮小，視角的平移操作。在任意模型上雙擊，可以最大化顯示該模型，但BB-物體的這一操作沒有設置。第二種是按鈕交互，除了運用鼠標，還可以通過三維環境中設置好的按鈕實現特定的交互操作，通過點擊相應的按鈕實現相應的功能。比如可以通過“復活”按鈕實現馬里奧模型死亡后重新開始游戲的操作。第三種是菜單交互操作，可以通過在菜單中選擇相應的菜單選項實現交互，如通過菜單欄中的顯示菜單，可以選擇窗口模式或是全屏模式，可以根據需要，選擇合適的顯示方式，增加了操作的靈活性。

3游戲系統的實現

為了和游戲場景搭配，自己制作的天空盒。并在場景中設置了四臺相機，包括兩個定點觀察相機，一個繞物旋轉相機，一個角色控制相機。控制相機用來跟隨游戲角色馬里奧，以馬里奧的視角觀察整個游戲場景，繞物旋轉相機用來觀察整個場景的中心標志，可以從周圍任何角度進行觀察，為了放置模型穿幫設置了相機的最低高度，因此模型的底部是觀察不到的。兩個定點相機一個用來觀察馬里奧做熱氣球上天的過程，一個用來觀察馬里奧到達終點拔小旗的過程，到達相應位置通過編輯腳本自動切換相機，游戲體驗非常好。下圖為游戲場景及天空盒的展示。

游戲的設計是動畫人物馬里奧在三維場景中通過層層探險，最終救出公主為主題進行設計的。馬里奧在狹窄的小路上奔跑，一不小心會掉到萬丈深淵下，就只能重新開始游戲了，在解救公主的路上，有可以吃的金幣，吃到變大或變小的蘑菇可以改變馬里奧的大小。為了增加游戲的色彩，還設計了四個時間軸動畫，一個時間軸動畫是熱氣球上天的動畫，一個是馬里奧跑向終點，拔掉小旗的過程，一個是進入蘿卜屋后，骷髏跳出來嚇用戶，制造懸疑效果的動畫，還有一個是頂天空中的方塊出金幣的動畫。

游戲的操作都離不開腳本的編寫，下面展示在游戲中出現事件的腳本代碼：

4結論

本系統的設計打破了傳統計算機對物體的2D視覺模式，開啟了新的3D視覺模式，使游戲體驗更加的立體化，真實化；為用戶提供了多樣化的視覺效果，使其在一個角度可以看到全方位的事物，讓用戶充分體驗系統的便捷和舒適。

基金項目：黑龍江省大學生創新創業項目，項目編號：201610220026

參考文獻

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