基于Unity3d的桂林七星公園全景導航系統

劉億斯　李一媛　陸漢軾　黃章菡

【摘 要】信息可視化技術的使用已經在生活中獲得廣泛的使用，并且已經在用戶中獲得了廣泛的使用，而將信息可視化技術與三維建模技術結合是近幾年來一個新的突破點。本文將介紹如何基于桂林七星公園數字化，并且如何移植到相關移動平臺上。該系統主要基于Unity3d平臺搭建，結合3dsmax建模技術和使用Ecplips作為開發環境開發的Android技術建立一個方便用戶快捷、高速的可視化旅游景區的全景導航系統。

【關鍵詞】全景導航；Unity3D；3dsmax；Android

0 引言

在現在，隨著移動平臺的廣泛傳播，手機已經成為人們出門不可缺少的出行工具。同時，這幾年，移動平臺的潛力也在不斷被挖掘，基于移動平臺的內容也在不斷的增多。因此，人們對移動平臺的要求越來越高，傳動的依靠文本、圖像和視頻這些體驗方式已經慢慢的不能滿足人們的需求了。針對這種情況，許多公司做出了一些新的嘗試，而我們，也緊跟著技術的潮流，嘗試著將這些內容移植到日益流行的移動平臺上。

團隊處于國際聞名的旅游城市-桂林，而七星公園則是這著名國際旅游勝地中的最著名的景點。因此，團隊決定將七星公園作為本次開發的原形。

1 開發軟件介紹

1.1 Unity3d

Unity3D是一個用于創建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內容的綜合型創作工具。目前Unity3d主要使用windows和Mac平臺進行開發，但是開發平臺并沒有限制Unity3d發布出來程序的環境，同時Unity3d開發出來程序最大的優勢則是開發時間周期短，上手較為容易，開發界面較為友好和有著龐大的社區資源支持。

1.2 3dsmax

3dsmax是一個對于初學者較為容易上手的三維建模軟件，并且其中的制作流程較為簡單高效，可以使初學者比較快的上手。雖然其中的命令較多且繁雜，但只要你的操作思路清晰上手是一件非常容易的事情。

1.3 Android

Android是一款基于Linux源代碼開發的操作系統，主要使用與移動設備，比如智能手機和平板電腦。經過多年的發展，Android被采用在移動設備的數量已經超過10億臺。同時安卓具備良好的開源特性以及Google主導良好社區氛圍能夠讓廣大初學者較為方便的學習。

2 交互設計

該軟件的交互較易上手，打開軟件后，點擊下方的起點按鈕再點擊場景中的道路，場景會出現一個綠色的箭頭提示用戶已經設置好起點，終點也同理。當終點與起點都設置完成時，窗口會自動出現相關線段。并且可以單擊視圖開關按鈕、視圖縮放按鈕。

除此之外，點擊藍色小人可以進入Ecplise開發的Activity，該界面有主要由六個按鈕組成，分別為：百度地圖、一鍵分享、七星公園、七星社區、游客定位、退出界面。每個功能的說明皆在具體設計中查閱。

3 具體設計

在項目開始時，需要進行實地考察、取景，接著使用3DS Max建模工具進行相關場景的建模。考慮到最終的發布平臺為移動平臺，所以在建模的時候要根據移動平臺的性能進行適當的刪減，在畫面效果和運行流暢度中進行合適的取舍。除此之外，七星公園的場景眾多，同時里面的植被也較為復雜，而植被系統也是需要消耗大量的性能。最終，為了保證性能的流暢，我們選擇了將展示的目標放在展示地圖和模型上面，對植被系統進行大量的刪減。

下面展示使用3dsmax軟件進行建模并且完成貼圖好的效果。

接著再打開Unity3d將相關模型置入到保存模型的文件夾中，建立好相應的地形，同時設置好相應的道路和并將模型擺放到正確的位置。

模型與地形設置完畢后，下一步則為設置好相關的交互，在該項目中，核心的交互為自動尋路系統，在該項目中，當用光標點擊道路上的位置，則程序會自動根據點擊的兩個位置來設置尋路的起點和終點來進行自動導航。

導航功能實現，則以A*算法為基礎，在Unity3d使用AstarPathfing插件來完成的，為了更好的讓用戶了解實際的路徑，我們在AstarPathfing插件上面進行了修改，將顯示在地面的線段改為立體的紅色線段。

這樣，在Unity3d中的工作基本上完成，當用戶打開程序時，可以根據當前的需要進行導航，同時也能在這個程序中一覽七星公園場景情況。

點擊藍色小人后，會自動切換到該界面，而界面的切換則是設置不同的Activity來實現的，不同功能的實現是調用各大公司提供的SDK，比如百度地圖，可以在百度地圖API官網中獲得相應的SDK，接著再導入即可，其他的API實現基本上一致，下面就不再敘說了。

最后，在Unity3d中的Edit-Preferences-External Tools-Android SDK Location指定好安卓SDK位置，點Switch Platfrom切換到Android平臺，等編譯完成后出APK文件即可在手機上運行了。

4 詳細設計

4.1 A*算法及擴充

本系統采用的尋路算法是使用基于A*算法的AstarPathFinding插件實現。

A*算法的基本原理是通過建立一個從空中向地面投射的一個地圖，接著在地圖中標示出障礙物。其中尋路步驟為：首先判斷當前節點周圍是否可以，接著再一次判斷周圍節點距離終點距離最短的，而最短距離的判斷有多種方式，比如可以通過簡單的進行歐幾里得距離判斷。選出其中最好的節點，將節點加入一個數據結構中，可以使鏈表、棧等等。依次執行上面的判斷，就可以得出一個可以的路徑了。

在Unity3D中，我們可以使用AstarPathFinding來進行尋路，但是這個插件的使用有一個缺陷，則是顯示在地面上的只是一條簡單線段，不能滿足我們系統的需求。因此，我們在對這個插件進行了修改。思路為：當獲取到路線后，節點信息也會獲取出來，那么我們可以在兩個節點中添加一個顯示Line的Gameojbect，當有N個節點時，則會有N-1個線段。

除此之外，在獲取到路徑后，可以遍歷每個節點的周邊信息，同時在建筑上添加碰撞體，這樣就可以判斷當前路徑經過哪些景點了。

5 結語

基于Unity3d的桂林七星公園的全景導航系統實現的不同功能的整合，不同的小組對不同的功能進行分布設計，最終在Unity3d中實現整合，分布調用。并且利用Unity3d的三維技術給用戶展示了一種未來的可視化設計，給用戶一種全新的體驗。但這個程序依然也有許多不足之處，比如UI過于簡陋和畫面跟不上時代的發展，我們將會在后期中，對這個程序進行發展，一一改進該程序的不足之處。

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[責任編輯：田吉捷]