基于Unity 3D的虛擬現實跑酷的設計與開發

王一涵　孫東　于承揚　安泓宇　范慧敏　佟勝偉

【摘要】虛擬現實就是利用電腦模擬一個三維世界，可以給用戶提供有關于感官方面的體驗。在這一基礎上，本文設計的基于Unity 3D的虛擬現實跑酷系統。我們設想把虛擬現實與跑酷相結合，給用戶一個安全、逼真的室內跑酷系統。本文進行了虛擬現實框架層的研究分析，結合客戶端的實際要求，對虛擬現實的控制策略進行研究。

【關鍵詞】Unity 3D 虛擬現實 跑酷

一、引言

隨著計算機處理圖形的技術日益提高，具有交互技術的虛擬現實技術也越來越被大眾所熟悉，成本也遠遠低于以前。虛擬現實技術是保證3D技術得到全面實現的關鍵，因此本文將從在 Unity3D平臺開發虛擬現實的技術角度出發，對相關的設計工作進行研究，并制定相關措施。作為一門新興產業，虛擬現實正如雨后春筍一般積極發展。關于虛擬現實跑酷，用戶則更加希望沉浸性的操作以及真實的體感交互，本系統將為跑酷發燒友提供更加刺激、安全的平臺。本文利用c#語言進行腳本開發，重點研究 Unity3D平臺上的交互以及建立在它之上的游戲引擎的體感交互。虛擬現實不僅實現了較為真實的沉浸體驗，更加突出了交互式，使用戶可以參與到虛擬環境并與之互動。

二、系統的研究目的

1、Unity 3D平臺

Unity3D同其他的交互式引擎類似，都可以在Windows平臺上運行與操作。Unity 3D與虛擬現實結合開發跑酷健身系統的流程分別是資源管理、場景構建、系統發布。Unity 3D平臺主要為用戶提供一種上下文設計的服務，保證虛擬現實的流暢性，提高虛擬現實系統的工作效率。

2、系統主要研究內容

本項目開始階段主要研究對需求的分析，需要實現功能的調查，對各個功能實現難度的分析，綜合確定項目最終要實現的功能，確定后再利用平臺進行建模;其次本項目利用Unity 3D平臺進行虛擬現實的搭建，調試成為適合本項目的技術，供操作平臺的使用，同時討論怎樣實現將虛擬現實技術與跑酷相結合，給用戶帶來刺激又安全的體驗;在全面分析后，我們準備選擇恰當的完成對虛擬現實的架構，將我們的系統與健身房現有的設備進行有機結合。

三、系統的設計與實現

1、架構設計

Unity 3D與虛擬現實結合開發跑酷健身系統的流程分別是資源管理、場景構建、系統發布。資源管理是一個非常廣泛的概念，它包括了建模、腳本、聲音等一系列組件文件，資源管理具體為準備資源，添加資源到場景，添加預設等。場景構建就是將資源集成在一起，添加到跑酷場景中，實現多元素融合，場景構建涉及到的關鍵內容包括編輯與元素。發布就是進入一個等深層次的修改，發布的目的就是生成一個安裝包，將系統脫離于Unity 3D平臺，具體的流程如下圖。

2、3D建模

虛擬現實跑酷建模是一個非常關鍵的步驟，跑酷對尺寸要求不高，主要要求設計一些物體模型圖。虛擬現實是一種關鍵技術，可以操縱游戲中的模型進行多人的體感交互，虛擬現實采用的技術很多。比如自然手勢識別，圖像識別，聲音識別等。這些可以實現跑酷的跳躍、行走、躲避等動作。

四、系統的研究意義

1、從本項目的技術角度來分析

虛擬現實發展越來越好，逐步成熟，是對3D的進一步發展，必是將來娛樂健身行業的主要發展方向。該技術是將虛擬現實技術與跑酷結合起來，改變以往虛擬現實娛樂成本高，造價高的問題。

2、從本項目的研發角度來分析

學生通過對虛擬現實技術的研發，在需求分析、性能分析、總體設計、代碼開發、終端調試這五個方面得到充足的鍛煉，且學生通過創業項目將學習與實踐相結合，能夠將在校時間充分利用并鍛煉自己，為國家提供了高科技創新型人才。

五、結語

當前虛擬現實技術迅速發展，各類虛擬現實系統不斷誕生，傳統枯燥無味的健身過程以及極具危險性的跑酷運動已經滿足不了用戶，我們采用Unity 3D開發虛擬現實與健身館跑酷相結合，給健身帶來一定趣味性，這在將來一定有非常大的市場。

參考文獻：

[1]張帥，周恒杰，張琳濤.基于Unity 3D和Kinect的體感跑酷游戲開發關鍵技術設計與實現.三明學院學報.

[2]吳景，黃海峰，等.基于Unity 3D的多模塊虛擬系統的設計與實現.數字化用戶.

[3]楊雪，錢秉江.基于Unity 3D的河下古鎮虛擬交互漫游系統的實現.數字化用戶.