基于Unity3d的福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)交互展示系統(tǒng)

余凡

摘要：本文將簡要闡述如何通過Unity3D平臺(tái)開發(fā)，采用3Dmax等建模工具，結(jié)合javascript和C#語言實(shí)現(xiàn)交互，最終實(shí)現(xiàn)福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)數(shù)據(jù)的虛擬模型展示。搭建這樣一個(gè)不受時(shí)間空間限制的虛擬展示平臺(tái)，對福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)在宣傳、展示方面具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí) unity3D 漫游系統(tǒng) 福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng) 交互設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0058-02

本文講述借助Unity3D平臺(tái)開發(fā)的“福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)交互展示系統(tǒng)”。該展示系統(tǒng)將有利于用戶更直觀地了解福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)（以下簡稱“觀測網(wǎng)”）。

1 觀測網(wǎng)介紹

觀測網(wǎng)由海基、岸基、天基構(gòu)成，從空中、海面、水體、海底及沿岸陸地對海洋實(shí)施全方位、多要素的立體觀測，實(shí)時(shí)獲取的海洋水文、氣象及生態(tài)要素：大浮標(biāo)直徑十米，高十米，由錨系固定在海里，布放在臺(tái)灣海峽中線附近海域，可實(shí)時(shí)獲取海面風(fēng)、浪、流等數(shù)據(jù)，是防御海洋災(zāi)害的第一道防線；小浮標(biāo)布放在沿海港灣及赤潮多發(fā)區(qū)，搭載生物、水文、氣象等觀測設(shè)備，用于監(jiān)測赤潮和海浪；潮位站主要用于觀測潮汐、風(fēng)暴潮和氣象，進(jìn)行預(yù)報(bào)和預(yù)警報(bào)等工作；高頻地波雷達(dá)主要用于觀測大面海表流場、風(fēng)場和浪場；衛(wèi)星遙感監(jiān)測系統(tǒng)，可接收我國海洋二號(hào)（HY-2）動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和美國MODIS水色衛(wèi)星準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；海洋二號(hào)衛(wèi)星監(jiān)測大面風(fēng)、海溫和沿軌海浪，MODIS衛(wèi)星主要監(jiān)測海洋中葉綠素，海溫等。

觀測網(wǎng)交互展示系統(tǒng)采用數(shù)字信息化的三維交互技術(shù)，包括觀測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取，真實(shí)地再現(xiàn)海洋實(shí)際地理環(huán)境動(dòng)態(tài)狀況，使該系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性、可交互性的特點(diǎn)。這個(gè)基于Unity3D引擎開發(fā)的虛擬展示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在Unity3d中包括按指定路徑巡游、運(yùn)用鼠標(biāo)滾輪動(dòng)態(tài)觀察對象、更新和刪除對象等關(guān)鍵技術(shù)。對比模型沙盤海洋觀測網(wǎng)，該虛擬展示系統(tǒng)有外觀不易變形、不易褪色、可以長期保存、不受存放場地限制，不受參觀訪問量限制等優(yōu)點(diǎn)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality），簡稱VR技術(shù)。利用電腦或其他智能計(jì)算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個(gè)三度空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身歷其境一般。Unity3D是跨平臺(tái)的游戲開發(fā)軟件，具有可視化的編程功能。福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)正是使用Unity3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬場景實(shí)時(shí)渲染、設(shè)計(jì)用戶界面、虛擬場景與數(shù)據(jù)庫交互，達(dá)到三維模型與數(shù)據(jù)代碼整合、三維虛擬漫游以及三維仿真交互。Unity3D開發(fā)的系統(tǒng)維護(hù)簡單，對構(gòu)建虛擬系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)視景仿真方向的研究具有實(shí)用意義與參考價(jià)值。

3 觀測網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)流程

基于Unity3D開發(fā)的福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)。使用3DMax三維建模工具構(gòu)建觀測網(wǎng)內(nèi)各種物體的模型，轉(zhuǎn)化為以Unity3D平臺(tái)可以兼容格式，導(dǎo)入后可以在平臺(tái)中更新貼圖，添加場景燈光。通過的場景構(gòu)建，對系統(tǒng)進(jìn)行交互設(shè)計(jì)，包括設(shè)置場景漫游的交互和菜單界面切換的交互，最終生成可執(zhí)行文件，即觀測網(wǎng)交互展示系統(tǒng)。

在觀測網(wǎng)中，可以采用系統(tǒng)設(shè)定的快捷鍵進(jìn)行選擇、切換界面。根據(jù)想要觀看的場景選擇進(jìn)入，體驗(yàn)交互展示。系統(tǒng)調(diào)用了如下代碼實(shí)現(xiàn)場景跳轉(zhuǎn)的功能：

function OnGUI（）{ if（menuShow==false）{ return；} if （GUI.Button （Rect （Screen.width/2，Screen.height/2， 110， 40 ），"自動(dòng)導(dǎo)航"）） { print （"You clicked the button！"）； Application.LoadLevel（1）； menuShow=false； }}

4 創(chuàng)建簡單漫游

（1）觀測網(wǎng)中建模使用的文件、圖片等名稱不能使用中文或者特殊符號(hào)。

（2）調(diào)整建模尺寸并優(yōu)化模型。

（3）設(shè)置場景光影。

（4）設(shè)置軸心為物體中心對稱。

（5）將模型文件中用到的圖片都拷貝到貼圖目錄下。

（6）再打開模型文件，導(dǎo)出為FBX，使用默認(rèn)設(shè)置，F(xiàn)BX文件放在模型文件相同的目錄下。

（7）打開Unity軟件，創(chuàng)建場景，添加相應(yīng)的代碼。

5 系統(tǒng)功能演示

（1）解壓“福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)”壓縮包文件。

（2）雙擊“福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng).exe”打開“福建省海洋立體實(shí)時(shí)觀測網(wǎng)”應(yīng)用。

（3）點(diǎn)擊右下角的PLAY進(jìn)入VR體驗(yàn)；

電腦快捷鍵2進(jìn)入潛標(biāo)場景；

電腦快捷鍵3進(jìn)入海床基場景；

電腦快捷鍵1進(jìn)入大浮標(biāo)場景；

電腦快捷鍵5進(jìn)入生態(tài)浮標(biāo)場景；

電腦快捷鍵6進(jìn)入小浮標(biāo)場景；

電腦快捷鍵7進(jìn)入地波雷達(dá)站；

電腦快捷鍵8進(jìn)入衛(wèi)星場景；

電腦快捷鍵4進(jìn)入驗(yàn)潮站場景；

電腦快捷鍵0返回到主頁面；

電腦快捷鍵TAB鍵隱藏顯示幫助菜單。

（每個(gè)場景都有相應(yīng)的幫助菜單快捷鍵提示如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示）

6 結(jié)語

隨著VR技術(shù)的發(fā)展，今后的交互展示體驗(yàn)將更加人性化。創(chuàng)新的展示手段，真正能做到打破場地條件的限制，帶來全方位的感知體驗(yàn)，被廣泛地應(yīng)用在各行業(yè)的展示、設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。通過建立福建海洋立體觀測網(wǎng)交互展示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了信息的可視化和對真實(shí)環(huán)境的模擬，同時(shí)獲得極佳的演示效果。利用VR形式真實(shí)模擬展示觀測網(wǎng)設(shè)備環(huán)境、運(yùn)行情況、設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作流程。本系統(tǒng)為宣傳展示觀測網(wǎng)起到了積極的推動(dòng)作用。