基于VDP平臺Unity3d家裝空間裝飾施工技術的VR應用

1前言

此項目前期運用了3Dsmax建模與動畫技術，再利用VDP平臺Unity3d調(diào)試交互參數(shù)，結合BIMVR程序，利用虛擬現(xiàn)實交互技術來展現(xiàn)三個預設場景：地板鋪設施工、墻面漆面施工、壁布鋪設施工。此項自完整的展現(xiàn)出現(xiàn)代家裝空間裝飾材料與施工的交互制作，目的是在建設施工工程全生命周期虛擬仿真實訓基地資源模型庫中配套相應的交互資源，使得客戶可以利用虛擬現(xiàn)實的技術身臨其境的感受材料和施工技術特點。

我們團隊利用展示網(wǎng)（北京）科技有限公司的虛擬現(xiàn)實設計平臺（VDP平臺），結合其平臺下的交互式可視化軟件，運用虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR等技術，增強了裝飾材料應用和施工的技術的體驗感、互動性、真實感;重點解決制圖與表現(xiàn)能力、設計能力、施工組織和管理能力。VDP平臺下的Unity3d軟件提供了豐富的交互設計功能，使我們能夠輕松創(chuàng)建引人入勝的虛擬環(huán)境和增強現(xiàn)實的體驗。

2室內(nèi)室外空間布局與模型建立

模型建立主要數(shù)據(jù)參考CAD裝飾裝修圖紙，在虛擬的環(huán)境中，優(yōu)化空間布局效果，提升客戶對空間的滿意度。軟件可以利用Revit也可以利用3dsMax建模。建模時要準確表達房屋空間結構的各種尺寸?？梢暬瘮?shù)據(jù)模型建立基本過程包括：房屋尺寸數(shù)據(jù)統(tǒng)計 $$ 模型建立 $$ 模型優(yōu)化 $$ 添加貼圖 $$ 添加燈光 $$ 渲染測試。我們可以將3Dsmax模型導出為FBX格式，再將導出的模型文件進行參數(shù)設置后導人到Unity3d中，并進行一些調(diào)整，如調(diào)整模型的位置、旋轉和縮放，添加材質(zhì)和碰撞器等。其中3Dsmax室內(nèi)空間模型建立和材質(zhì)、燈光基本效果展示后，模型整理和材質(zhì)、燈光要進行歸類，導出FBX格式進入Unity時，這里要注意導出單位等參數(shù)設置。

Unity材質(zhì)分為材質(zhì)類（Material）、著色器類（shader）、紋理類（Texture）。場景材質(zhì)分為室外和室內(nèi)材質(zhì)。前期

FBX模型導入unity3d前已經(jīng)做好了模型錯誤分析，確保模型在可控制的范圍內(nèi)進行材質(zhì)賦予。材質(zhì)分為室外天、樹;室內(nèi)墻面、地面、瓷磚、壁布、金屬、玻璃等，要細分各種材質(zhì)屬性：比如貼圖、自發(fā)光、漫反射、光澤度、衰減等。還可以導入VDP資源包，包括成品化的地形、貼圖、樹等。室內(nèi)材質(zhì)加了反射探頭反射屬性效果會更加突出。樓梯欄桿給平滑度后金屬效果突出，同樣的制作技巧也賦予給玻璃、建筑外墻。在虛擬環(huán)境中設置材質(zhì)和顏色，要結合房屋風格設計，做出比較準確的材質(zhì)選擇。

3虛擬現(xiàn)實制作三個場景計劃

第一個場景表現(xiàn)木地板懸浮鋪裝法。項目分基層清理、潮層鋪裝、地板鋪裝、踢腳板安裝四個步驟。用虛擬現(xiàn)實的手法表現(xiàn)木地板懸浮鋪裝，可以在VR環(huán)境中，使客戶更清晰的了解這種直接將木地板鋪設在地墊上的鋪裝方法，相比于之前的龍骨法。配合現(xiàn)在市面上多層實木地板、強化地板鎖扣地板，輕松實現(xiàn)可拆、易裝、可搬、可換的功能。

第二個場景表現(xiàn)墻面施工。項目分基層處理、滿刮膩子、底層涂料、中層涂料、面層噴涂、清掃六個步驟。通過虛擬現(xiàn)實的手法表現(xiàn)墻面施工工藝。可以使客戶在進行墻面驗收時，關注墻面的平整度、垂直度、空鼓、裂縫、顏色和紋理、材料、裝飾物以及清潔度等方面。只有確保墻面的質(zhì)量達到要求，才能保證整個裝修工程的美觀和使用安全。

第三個場景表現(xiàn)壁布施工。項目分基層處理（清掃、刮膩子、磨平）滾刷基膜、復尺高度、剪裁壁布、墻面刷膠、鋪貼壁布六個步驟。優(yōu)質(zhì)的壁布施工要點是：壁紙材料符合規(guī)范、壁紙表面保持平整、壁紙紋理拼接完整、壁紙邊緣接縫是否規(guī)范。

另外為了增強畫面虛擬現(xiàn)實感，利用Unity3d調(diào)試交互參數(shù)來展現(xiàn)交互細節(jié)，比如：視頻交互、文字交互、音樂交互、燈光交互、壁布材質(zhì)動畫交互、物體選擇交互、地板鋪設動畫交互、可移動的人物和施工物品等。

4Unity3D技術應用

（1）根據(jù)材料和施工VR應用制作計劃，明確設計制作流程。在Assets下新建各要素的文件夾，另外把素材文件導人，做好分類。

（2）燈光設置。Unity3d光源分平行光、聚光燈、面光源三種類型。根據(jù)平行光模擬太陽光照，聚光燈模擬室內(nèi)局部光源，面光源補充暗部層次來整體提升場景光感。也可以嘗試環(huán)境光場亮模式提升整體觀感。室內(nèi)加光源反射探頭，反射探頭可以擺放室內(nèi)中間來提高光源效果，增強材質(zhì)屬性感。

（3）第一人稱漫游。Uniy中經(jīng)常用到第一人稱漫游，比較常用的是用UnityAssets中導人的Charaters包，里面包含第一人稱控制器和第三人稱控制器，將第一人稱控制器拖入場景中就可以用AWSD實現(xiàn)前后左右移動，控制器自帶腳步聲音效。

（4）拾取交互。場景的各種施工物體可以采取拾取、放下、拖動的方式，目的是增強虛擬現(xiàn)實真實感、趣味感。在進行調(diào)試參數(shù)時，利用拾取交互器，定義拾取，自動吸附打勾。再定義盒裝碰撞器。區(qū)分當鼠標點擊物體時，物體不隨鼠標一起移動；當鼠標再次點擊時，放下物體。當鼠標按住不動時，移動跟隨物體隨鼠標一起移動。

（5）開關門交互。在門結構模型屬性里，把Bim信息和網(wǎng)格碰撞器、構件信息，右鍵移除；在定義門窗動作。注意門結構藍色框線，右側有個旋轉角度-70，改成130成往外開，開關門方向不要搞反。

（6）開關燈交互。設置聚光燈，墻上創(chuàng)建一個立方體，貼附在墻上，定義交互開關燈，在屬性，設置燈光控制器參數(shù)，控制目標燈光，把左側聚光燈位置擺好。

（7）圖片、文字、PDF文件、視頻式文件交互參數(shù)制作。場景中關于圖片、文字、PDF文件、視頻文件交互的區(qū)域是比較多的。圖片交互注意圖片紋理類型默認改為精靈圖，高級選項里貼圖間拼接模式改為重復。視頻交互，Unity3D可支持 mp4.avi.mpeg.asf 等多種視頻。制作參數(shù)的格式定義用“彈出窗口”，屬性里視頻文件里加視頻素材。另外配合在線的文字轉語音的軟件TTSMAK-ER，進行配音。PDF文件交互需要從材質(zhì)庫掛進右邊屬性欄，再回到墻體或者新圖片上，從多交互那里iterms元素設置為3，把左側PDF文件空物體拖進來。文字交互把文字粘貼到右側文本框里，滾動字幕打勾，可以配合語音解說，交互設置完，播放音樂測試。把做好的文字轉語音或者其他 mp3 格式導進下方右鍵文件夾顯示中的材質(zhì)庫。點擊一下導進到材質(zhì)庫里的語音，可以試聽。點擊左側語音解說空物體，把材質(zhì)庫的語音 mp3 導進右側音頻源Audioclip后面，因為彈出文字和語音解說沒有盒子碰撞器，沒法觸發(fā)播放，就是進去VR就開始播放。

（8）網(wǎng)頁鏈接交互。做個UI圖片，導入素材庫，右鍵文件夾；再點擊精靈圖，重復，點應用。左側選UI圖片，交互，播放，網(wǎng)址。把觸發(fā)器變小。把網(wǎng)址復制進右側，顯示方式用外部瀏覽器打開。

（9）壁布交互。壁布交互設計采用單材質(zhì)和多材質(zhì)替換交互器。刪除模型Bim信息和網(wǎng)格碰撞器等構件信息。交互，替換材質(zhì)交互器，又在材質(zhì)選擇里把方案1、方案2，方案3等材質(zhì)載人。壁布交互是交互設計的重要環(huán)節(jié)，客戶可以輕松的實現(xiàn)壁布選取的虛擬場景體驗。

（10）防潮層、地板鋪裝、踢腳板安裝動畫演示。在Maxu軟件里提前調(diào)試好動畫參數(shù)，確保導出到Unity3d的fbx文件設置正確，包括比例和動畫等選項。在Uni-ty3d創(chuàng)建Animator組件，并將動畫文件指定給動畫狀態(tài)。創(chuàng)建動畫控制器并將其設置為游戲?qū)ο蟮腁nimator組件的Controller字段。創(chuàng)建腳本來控制動畫的播放，并將其附加到游戲?qū)ο笊显谀_本中使用適當?shù)拇a來控制動畫的播放。最后通過按鈕交互來進行動畫播放和關閉。

（11）開始制作全景圖。全景圖配合場景交互音樂，能叫客戶達到賞心悅目的心理體驗。制作全景圖對設備硬件要求低，播放媒介多樣化。另外瀏覽行、交互可操作性強，也可配合FLASH技術，另外低數(shù)據(jù)模式，適合網(wǎng)絡式的播放。

5本項目VR技術的應用展示

在BIMVR平臺，上傳所有數(shù)據(jù)，客戶可以從網(wǎng)絡實現(xiàn)體驗本項自的交互制作。另外用戶還可以通過虛擬現(xiàn)實的頭盔和手柄等技術操作了解施工流程，優(yōu)化用戶體驗感，達到身臨其境，實現(xiàn)對建筑裝修施工的全方位、多維度的體驗。

6結語

文章從基于VDP平臺上Unity3d技術出發(fā)，結合其他計算機輔助設計軟件和家裝空間材料的應用利用虛擬現(xiàn)實交互技術來展現(xiàn)地鋪設板施工、墻面漆面施工、壁布鋪設施工。利用VR手段來展現(xiàn)該施工項目的在現(xiàn)實商業(yè)室內(nèi)設計中具有重要的實踐意義。通過虛擬現(xiàn)實技術來表現(xiàn)裝飾施工技術，可以使施工設計人員更好的完善設計方案，降低裝飾施工過程中的錯誤率和返修率。

《輥道窯調(diào)試及墻地磚缺陷解決措施》著者根據(jù)自己豐富的實際工作經(jīng)驗，對生產(chǎn)中遇到的各種輥道窯調(diào)試及墻地磚缺陷問題進行了系統(tǒng)的分析和總結，對陶瓷熱工理論作了全面、系統(tǒng)的論述，還對生產(chǎn)實際操作過程中的具體案例進行了細化剖析，提供了可行的、有效的解決方案。