基于Unity3D的人防工程三維可視化設計

張昆 王星東 孟超

摘 要：以人防工程的建筑物結構和地形為模板，通過三維建模軟件3DS MAX構建人防工程三維模型，并進行紋理貼圖。然后將模型以FBX格式導入Unity3D中，實現交互及漫游功能，最后生成一個能夠在PC機上獨立運行的人防三維系統。此系統可通過第一人稱視角漫游、進行防空演練模擬、定點定位、展示人防工程相關的圖片和音頻資料。

關鍵詞：3DS MAX；三維建模；人防工程；Unity3D

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）23-0036-02

3D Visualization Design of Civil Air Defense Projects Based on Unity3D

ZHANG Kun WANG Xingdong MENG Chao

（College of Information Science and Engineering， Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： Taking the structure and terrain of the existing civil air defense projects as the template， and the 3D model of civil air defense engineering was constructed by 3DS MAX， and the texture mapping was constructed. Then the model was introduced into the Unity3D by FBX format， and the interaction and roaming function could be realized. Finally， a three-dimensional system of civil defense which could run independently on the PC machine was generated. The system could cruise through the first person perspective， conduct air defense exercise simulation， fix point positioning， display relevant pictures and audio data of civil air defense works.

Keywords： 3DS MAX；3D modeling；civil air defense projects；Unity3D

人防工程，也稱為人防工事，是在戰爭時期為了保障人力物力、醫療救護和人防指揮而修建的地下建筑以及用來防空的地下室，能夠有效地防止空襲，保護人力物力，為戰爭勝利提供保障[1]。自第二次世界大戰以來，人防工程開始被各國重視，并且在國內外得到了迅速發展。其中美國已經建造了能夠容納2.4億人的人防工程，約占其總人口的75%。瑞士建有1 600多個民防指揮所，20多萬個人員掩蔽部，可實現全國所有人口都有掩蔽位置。國內最早的人防工程是始于20世紀60年代掀起的“深挖洞，廣積糧”的浪潮之時。時至今日，計算機三維技術推動著各個領域的發展，國內人防工程已發展到能夠與發達國家相媲美的水準。計算機三維技術是可利用現代高科技手段生成沉浸交互式虛擬場景，該技術目前已成為信息技術中一個被廣泛關注、研究及開發的重點。

1 信息的采集與模型的建立

1.1 信息的采集

在建立人防工程建筑物模型之前，必須具有建筑物的深度、高度、比例等信息。為保證建筑物信息的真實準確性，一般采用實地測量拍攝。對個別特殊地物進行多次測量并求平均值。拍攝時的照片質量將會直接影響后期人防工程整個場景的效果，所以對拍攝時的光照條件、拍攝角度、拍攝方式、照片分辨率等均有較高的要求。此外，還要注意人防建筑物的整體照片和細節效果，盡量減少拍照的數量。

1.2 模型的建立

三維模型是整個場景中的主體，直接關系后期用戶的體驗。利用3DS MAX軟件中多邊形建模法進行建模，把模型轉換為可編輯多邊形，然后打開修改器面板進行點線面的修改，根據需要進行編輯。模型不能過于簡單，過于簡單的模型的面數會很少，這樣會使模型的許多細節都不能展示出來，最終導致模型與真實相差太遠；但建筑物的面數也不能太多，面太多會導致文件過大，可能會使系統運行卡頓，并且不容易渲染，影響用戶的體驗效果。所以，一般采用折中的方法，即用少量的面來模擬出真實世界中的三維建筑物或者刪除掉一些不可見的面[2]。為使模型看起來更加真實，使用UVW貼圖修改器調整貼圖大小和分布情況。

2 模型的導入和場景的建立

2.1 模型的導入

首先，將完成的模型以FBX格式導出，導出時需要設置單位，注意選擇嵌入媒體，否則會導致貼圖丟失。然后，把導出的FBX文件導入Unity3D中，這時會自動生成材質球，需要設置材質球、對貼圖類型選擇和貼圖等。將3DS MAX在默認設置下導出的模型導入Unity3D中會出現X軸心反向偏轉，所以導出前需將整個模型沿X軸旋轉90°。

2.2 場景的建立

構建場景時，首先要加載二維平面圖，然后把之前的貼圖導入項目所對應的文件夾，再將模型文件拖入場景文件夾中，在Unity3D模型庫中選擇比較合適的模型，從整體上把握模型的尺寸和顏色。為豐富場景，可以適當添加樹木花草，還可以進一步調整光源顯示效果、粒子效果等[3]。

3 軟件的發布

首先，選擇所創建的場景，此系統包含第一人稱漫游、防空演練、定點定位等多個場景。因為發布后系統是按索引值載入場景的，所以首頁場景索引必須為0，再依次添加其他場景。然后，選擇目標平臺，以PC平臺的形式發布。做好發布的準備后Unity3D會生成一個數據文件夾和一個.exe可執行文件。運行文件，系統即可運行，且操作界面友好。如圖1所示。

4 結語

本設計是通過三維建模軟件制作的三維可視化人防系統，包含大量人防建筑、地形、樹木等模型。該系統可以讓用戶用以第一人稱進行人防演練、漫游、定點定位、觀看音視頻，使用戶真正體驗交互式的三維人防系統。

參考文獻：

[1]李紅波，李博成.淺談人防工程的平戰結合[J].浙江建筑，2010（5）：8-10.

[2]付從梅.人防工程三維可視化系統設計與實現[D].西安：西安科技大學，2014.

[3]朱玉.基于Unity3D漫游系統的設計與研究[J].信息安全與技術，2014（12）：78-81.