基于unity3D的三維虛擬樣板間設(shè)計與制作1

陳思遠　張道婷　張煒凱

摘要：將前沿的三維技術(shù)與營銷理念相結(jié)合，制作一款可以制作戶型虛擬樣板間的軟件，該軟件制作的樣板間不僅占用資源少，更新?lián)Q代更是快捷，可以用最低的成本讓用戶看到最真實的裝修效果，可以讓用戶真正融入設(shè)計中去，讓用戶獲得滿意的設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：Unity3D 虛擬樣板間

一、引言

三維虛擬樣板間裝修設(shè)計平臺可以運用3D技術(shù)給用戶預期的效果[2]，它用一種最直觀的設(shè)計表現(xiàn)方式讓用戶在電腦上看到裝修的效果，利用虛擬漫游的形式，用戶可以第一人稱的視角在樣板間中行走并且可以隨意更改直至滿意，節(jié)約了建造樣板間的人力、物力、財力以及時間等的成本。與傳統(tǒng)的表現(xiàn)形式相比，這種可以從任意角度對樣板間進行觀察改造的方式更能夠讓用戶全方位的了解自樣板房間。

二、Unity3D簡介及其開發(fā)過程

2.1、Unity3D簡介

Unity3d是由Unity Technologies公司開發(fā)的專業(yè)跨平臺游戲開發(fā)及虛擬現(xiàn)實引擎，其打造了一個完美的跨平臺程序開發(fā)生態(tài)鏈，用戶可以通過它輕松完成各種游戲創(chuàng)意和三維互動開發(fā)，創(chuàng)作出精彩的游戲和虛擬仿真內(nèi)容。

2.2 開發(fā)過程

虛擬樣板間的開發(fā)，從滿足客戶直觀感受的需求出發(fā)，逐步實現(xiàn)各個模塊的功能。在開發(fā)的過程當中，首先要完成項目資料的前期收集、整理等工作，包括各種素材的收集，諸如房屋平面圖的收集，家具樣式數(shù)據(jù)等的收集。樣板間的完成，這些前期的工作必不可少，如果資料不完整，并且沒有仔細整理會為后期制作帶來很大困難，影響制作進度。之后再運用3DMAX等三維軟件制作三維模型，對樣板房和其內(nèi)部各個部分進行建模，建模是整個開發(fā)樣板間的基礎(chǔ)，對于場景的制作必須預先建立好模型，模型的制作也一定要力求實際，貼近自然場景，無論是尺寸還是樣式都要以真實物品為本，以求不為用戶選擇帶來困難，只有模型的各個方面建的貼近現(xiàn)實，最后渲染的結(jié)果才會美觀。模型制作完成后，以unity 3D支持導入的格式導入其中，再在unity 3D中按照戶型圖及家具的比例進行整合擺放，搭建樣板間場景。整合完成后開始進行程序制作，設(shè)計UI（包括樣板間內(nèi)的漫游行走，界面的交互設(shè)計等）。然后根據(jù)自己原先的設(shè)計方案編寫代碼，完成各個功能模塊的制作，實現(xiàn)完美的交互，在發(fā)布之前進行程序最后的測試及優(yōu)化，達到令用戶更加滿意的效果。

三、制作步驟

3.1準備

首先制定詳細的計劃，以便于后期工作能夠更好地開展，其中包括對此項目的前期了解、項目進度時間表、前期資料收集的具體內(nèi)容、小組討論時間、定期的工作總結(jié)以及工作完成后檢測完善等。

3.2收集戶型及家具樣式

聯(lián)系開發(fā)商、住戶或裝修公司獲取房屋平面圖，戶型圖等圖文資料。聯(lián)系各個商家獲取家具款式、尺寸圖紙、家具分類大綱等相關(guān)資料。為了使用戶看到一個更真實的虛擬交互樣板間，后期的模型制作、戶型及家具的擺放將按照所收集到的尺寸、風格進行，以求達到最真實的效果。

3.3整理資料

將收集到的戶型圖、及家具圖等的一系列資料進行整理，對不同類型風格及色系進行分類并存檔，同時還有各種樣式的墻紙、地板等。用戶可以隨意改變自己想要的樣板間風格布局，用戶可以選擇切換地面的材質(zhì)是瓷磚還是地板，墻的材質(zhì)，還有櫥柜、茶幾、沙發(fā)、餐桌、電視柜、鞋柜、床、床頭柜、衛(wèi)浴等，用戶都可以隨意挑選，按照自己最喜歡的樣式進行擺放。同時也為用戶提供了更簡便的方式，用戶可以選擇現(xiàn)已有的流行裝修風格和色系，來完成家具的選擇擺放。主流的風格有東方系列（中式、日式、泰式），歐式系列（北歐。西歐、地中海），美式系列（鄉(xiāng)村、現(xiàn)代風格）等。

3.4制作模型

根據(jù)收集的平面圖、戶型圖等資料，利用3D max三維軟件進行模型的構(gòu)建，根據(jù)真實尺寸大小來建模，并對其進行完整的貼圖，其中注意在建模過程之中對于多余的面進行刪除，在貼圖過程中也要注意貼圖是否能在unity 3D之中正常顯示，最終制作出相對應的三維模型，然后以Unity 3D支持的可兼容的格式導出，以便于模型在Unity 3D之中的使用。

3.5設(shè)計UI

為了使UI界面設(shè)計更好的與程序相結(jié)合，提供更好的人機交互，[3]對此，我們首先設(shè)計了舒適美觀的UI界面，對于每一個按鈕進行實際操作，然后再測試界面是否附和我們計劃的需求，再進一步的修改，達到每一樣交互功能完善的最大化，以求讓用戶獲得更好的交互體驗。

3.6導入unity 3D

以Unity 3D支持的可兼容格式，將建好的三維模型導入unity 3D中，根據(jù)真實樣板間的尺寸大小及設(shè)計擺放制作的場景。主要功能分為環(huán)境變化、自由漫游、變換家居、變換風格等幾個模塊。體驗者需要觸發(fā)“變動”的按鈕，不論是墻紙、地板、沙發(fā)桌椅的材質(zhì)，都可以進行實時切換。在項目中添加燈光以實現(xiàn)光照，模擬營造出真實的視覺環(huán)境，調(diào)整相關(guān)參數(shù)，加入交互按鈕，以實現(xiàn)體驗者通過控制棒控制整個智能家居系統(tǒng)的功能，當用戶接近某個特定的區(qū)域或物體時，能夠觸發(fā)某些虛擬狀態(tài)，改變某些物體的屬性等。在項目中添加多個鏡頭以實現(xiàn)從客廳到臥室，從廚房到陽臺的全方位預覽，根據(jù)真實樣板間的尺寸大小及設(shè)計擺放制作的場景，讓用戶可以使用鼠標或鍵盤沿著預定路線走[4]。在項目中制作一個資源庫，將市面上各個樣式的家具收錄其中，在資源庫中同時還有各種樣式的墻紙、地板等，有各種各樣的風格樣式供用戶挑選，同時用戶也可以將任意風格進行混合，實現(xiàn)用戶心目中的個性化裝修風格，力求能夠滿足所有用戶的需求。

3.7編寫代碼并測試程序

結(jié)合產(chǎn)品功能編寫相應代碼，完成后進行程序測試，測試各個界面里的控件交互是否達到預期的效果，是否有需要修改并進一步優(yōu)化的地方。在測試程序沒有問題后將會發(fā)布程序到多個平臺，為各方面的用戶、開發(fā)者、裝修者等提供方便。

四、總結(jié)

3D交互式虛擬樣板間將前沿的三維圖像技術(shù)與營銷理念相結(jié)合，不僅經(jīng)濟實惠，開發(fā)成本低，而且人機交互操作簡單直觀，能更加有效率的完成房子的設(shè)計及選擇。樣板間的戶型根據(jù)開發(fā)商的不同與樓盤的不同而更換，家具等三維模型可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫中商家的真實家具進行更換，滿足各個方面的用戶的需求，甚至可以讓用戶真正融入設(shè)計中去，讓購房的用戶獲得自己理想的效果。

參考文獻：

[1] 竇樂樂，袁夢琦.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)及家具設(shè)計中的應用研究[J].山西建筑，2014，40（34）.

[1] 孫娟，網(wǎng)頁游戲UI界面的設(shè)計與研究，武漢，中國地質(zhì)大學，2013.

[1] 賀苗元.基于Unity3D？引擎的虛擬室內(nèi)漫游的研究設(shè)計與應用實現(xiàn)[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學，2015.

本文系2016年吉林省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目“VR虛擬房間布置系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)” 研究成果