基于VRP平臺的三維互動游戲的設計

李冰

摘 要 為了提升游戲用戶的體驗，將虛擬現(xiàn)實技術應用到傳統(tǒng)的二維游戲中，增強了場景的直觀性和用戶的沉浸性。本文利用3DMAX建模材質(zhì)紋理映射等技術建立游戲場景及模型，并將其導入到VRP軟件中建立一個虛擬的三維游戲場景，通過對相機，界面及腳本的編輯，完成模型在場景中漫游及碰撞等游戲操作。

關鍵詞 虛擬交互 模型優(yōu)化

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A

0引言

虛擬現(xiàn)實技術就是利用計算機生成模擬環(huán)境，通過多種傳感設備使用戶投入到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶和環(huán)境的自然交互技術。虛擬現(xiàn)實與其他計算機技術的主要區(qū)別在于它的沉浸性、交互性和構想性。它能夠?qū)⒄鎸嵉膱鼍霸谄聊簧巷@示出來，隨著鼠標和鍵盤的操作，視點會隨之發(fā)生變化。本項目提出建立一個三維虛擬游戲互動系統(tǒng)，采用3DMAX軟件進行虛擬場景的建模，利用Photoshop對紋理材質(zhì)進行優(yōu)化操作。然后把建好的模型導入到VRP編輯器中進行交互設計，如虛擬導航、虛擬角色的運動、場景物體的觸發(fā)、場景按鈕的交互等。給參與者帶來了一種全新的用戶體驗。

1三維物體建模及導入

1.1場景模型的建立

游戲場景中需要一個進行漫游和完成特定任務的游戲人物，首先用Photoshop設計好人物模型，我們模仿了經(jīng)典游戲的馬里奧作為游戲人物。然后使用Unfold3D將各個部分分UV并畫上貼圖。具體使用方法是：首先將需要分UV的模型導出obj文件，并在Unfold3D中打開，其次將準備好的obj文件導入，將模型切好拆分缺口，并拆分，最后導回3DMAX，再進行紋理處理。

游戲場景還需要很多場景模型，我們采用布爾運算制作了小房子，蘿卜花園，用樣條線畫出車骨架，再用uv放樣做車面和輪胎，再做車座等其他場景模型。3DMAX的多維子材質(zhì)不能應用到VRP中，所以對應模型不同的面采用不同的漫反射顏色從而產(chǎn)生絢麗卡通的場景模型。

在保證游戲畫面效果的前提下，減少模型的面數(shù)，目的是讓游戲進行得更加流暢。我們的方法是一方面刪除看不到的模型面，另一方面我們制作了很多的BB-物體，并對其進行必要的燈光和貼圖設置，這樣的物體只有一個面，內(nèi)存消耗非常低，最大的優(yōu)勢是當模型導入到VRP中，隨著攝像機角度的變化，模型的朝向也會隨之發(fā)生變化。

游戲所需要的場景，模型在3DMAX中創(chuàng)建好以后，我們通過3dmax-for-VRP的插件導入到VRP編輯器中，在3DMAX中設置的剛體動畫和柔體動畫需要設置在相應的選擇集中，并以規(guī)定的字母組合作為名稱，這樣導入到VRP編輯器中，設置相應的腳本才能展示出來。

2游戲場景的設計

本項目利用計算機網(wǎng)絡技術、多媒體技術和虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建了一個三維虛擬的游戲操作平臺，為游戲愛好者提供一個逼真的、交互性強并能實時反饋的虛擬游戲環(huán)境。具體采用了三種交互方式：第一種是鼠標交互，游戲操作者可以通過鼠標控制視角的變化，這些變化以馬里奧對象為基準，變換的方式可分為三中形式：圍繞模型進行旋轉，視角的放大和縮小，視角的平移操作。在任意模型上雙擊，可以最大化顯示該模型，但BB-物體的這一操作沒有設置。第二種是按鈕交互，除了運用鼠標，還可以通過三維環(huán)境中設置好的按鈕實現(xiàn)特定的交互操作，通過點擊相應的按鈕實現(xiàn)相應的功能。比如可以通過“復活”按鈕實現(xiàn)馬里奧模型死亡后重新開始游戲的操作。第三種是菜單交互操作，可以通過在菜單中選擇相應的菜單選項實現(xiàn)交互，如通過菜單欄中的顯示菜單，可以選擇窗口模式或是全屏模式，可以根據(jù)需要，選擇合適的顯示方式，增加了操作的靈活性。

3游戲系統(tǒng)的實現(xiàn)

為了和游戲場景搭配，自己制作的天空盒。并在場景中設置了四臺相機，包括兩個定點觀察相機，一個繞物旋轉相機，一個角色控制相機。控制相機用來跟隨游戲角色馬里奧，以馬里奧的視角觀察整個游戲場景，繞物旋轉相機用來觀察整個場景的中心標志，可以從周圍任何角度進行觀察，為了放置模型穿幫設置了相機的最低高度，因此模型的底部是觀察不到的。兩個定點相機一個用來觀察馬里奧做熱氣球上天的過程，一個用來觀察馬里奧到達終點拔小旗的過程，到達相應位置通過編輯腳本自動切換相機，游戲體驗非常好。下圖為游戲場景及天空盒的展示。

游戲的設計是動畫人物馬里奧在三維場景中通過層層探險，最終救出公主為主題進行設計的。馬里奧在狹窄的小路上奔跑，一不小心會掉到萬丈深淵下，就只能重新開始游戲了，在解救公主的路上，有可以吃的金幣，吃到變大或變小的蘑菇可以改變馬里奧的大小。為了增加游戲的色彩，還設計了四個時間軸動畫，一個時間軸動畫是熱氣球上天的動畫，一個是馬里奧跑向終點，拔掉小旗的過程，一個是進入蘿卜屋后，骷髏跳出來嚇用戶，制造懸疑效果的動畫，還有一個是頂天空中的方塊出金幣的動畫。

游戲的操作都離不開腳本的編寫，下面展示在游戲中出現(xiàn)事件的腳本代碼：

4結論

本系統(tǒng)的設計打破了傳統(tǒng)計算機對物體的2D視覺模式，開啟了新的3D視覺模式，使游戲體驗更加的立體化，真實化；為用戶提供了多樣化的視覺效果，使其在一個角度可以看到全方位的事物，讓用戶充分體驗系統(tǒng)的便捷和舒適。

基金項目：黑龍江省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，項目編號：201610220026

參考文獻

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